Système de caractérisation de circuits micro-rubans et matériaux de précision pour films supraconducteurs

La caractérisation de film supraconducteur micro-ruban à des fréquences d'ondes millimétriques est difficile sans subir un processus complexe de fabrication de film mince. Cette caractérisation inclut la mesure de la perte ohmiques à une résolution de 10 100 parties par million (ppm).

Typiquement, la caractérisation de film supraconducteur micro-ruban utilise des bolomètres couplés à antenne comme partie 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 dépendante 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 d'ondes millimétriques, compliquant davantage la fabrication du film. De plus, la caractérisation de film supraconducteur nécessite un équipement personnalisé et peut varier selon divers processus de fabrication.

Le Système de Caractérisation de Circuits Micro-rubans et Matériaux peut mesurer la perte ohmiques de film supraconducteur à des fréquences d'ondes millimétriques en utilisant un analyseur de réseau vectoriel (VNA) qui mesure les propriétés d'amplitude et de phase des paramètres de réseau du film.

Le système consiste en une structure de guide d'ondes à deux ports. Les ports sont utilisés pour transmettre et recevoir la puissance d'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 micro-ruban sur de larges gammes de fréquences pour faire contact avec le film supraconducteur. Le film supraconducteur contient des résonateurs de ligne micro-ruban qui peuvent être utilisés pour mesurer la perte ohmiques et la constante diélectrique effective à diverses fréquences.

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

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