Système de caractérisation des circuits et des matériaux à microruban

La caractérisation d'un film supraconducteur microruban à des fréquences d'ondes millimétriques est difficile sans subir un processus complexe de fabrication de couches minces. Cette caractérisation comprend la mesure de la perte ohmique à une résolution de 10100 parties par million (ppm).

En règle générale, la caractérisation du film supraconducteur à microruban utilise des bolomètres couplés à une antenne dans le cadre de la structure du film supraconducteur. Les bolomètres sont des composants qui mesurent le rayonnement électromagnétique incident via le chauffage d'un matériau avec une résistance électrique dépendant de la température; cependant, ce processus est désavantageux car les détecteurs intégrés, tels que les bolomètres, rendent le processus de fabrication du film supraconducteur plus difficile. Ce processus nécessite également divers composants à ondes millimétriques, ce qui complique encore la fabrication du film. De plus, la caractérisation d'un film supraconducteur nécessite un équipement personnalisé et peut varier selon les différents processus de fabrication.

Le système de caractérisation des circuits et des matériaux à microruban peut mesurer la perte ohmique du film supraconducteur à des fréquences millimétriques à l'aide d'un analyseur de réseau vectoriel (VNA) qui mesure les propriétés d'amplitude et de phase des paramètres de réseau du film.

Le système se compose d'une structure de guide d'ondes à deux ports. Les ports sont utilisés pour transmettre et recevoir de l'énergie à ondes millimétriques dans et hors du film supraconducteur. La structure de guide d'ondes est utilisée pour transformer l'impédance caractéristique du guide d'ondes en impédance de ligne microruban sur de larges plages de fréquences pour établir un contact avec le film supraconducteur. Le film supraconducteur contient des résonateurs de ligne microruban qui peuvent être utilisés pour mesurer la perte ohmique et la constante diélectrique effective à différentes fréquences.

Le système fonctionne en se connectant à un émetteur et un récepteur à ondes millimétriques. Le système est utilisé pour mesurer la perte de transmission d'un échantillon de ligne microruban. Pour la mesure de film microruban supraconducteur, le dispositif doit être refroidi en dessous de la température critique du supraconducteur afin de mesurer la perte ohmique du film et la constante de propagation de la ligne de transmission. Le système peut être utilisé pour mesurer la perte dans la ligne microruban aussi bas que 10 ppm et est utilisable dans une plage de température de 0 K à 320 K.

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