Circuito microstrip y sistema de caracterización de materiales

La caracterización de películas superconductoras de microtiras a frecuencias de ondas milimétricas es difícil sin pasar por un complejo proceso de fabricación de películas delgadas. Esta caracterización incluye medir la pérdida óhmica a una resolución de 10100 partes por millón (ppm).

Por lo general, la caracterización de la película superconductora de microcinta utiliza bolómetros acoplados a antena como parte de la estructura de la película superconductora. Los bolómetros son componentes que miden la radiación electromagnética incidente mediante el calentamiento de un material con una resistencia eléctrica dependiente de la temperatura; sin embargo, este proceso es desventajoso ya que los detectores integrados, como los bolómetros, dificultan el proceso de fabricación de la película superconductora. Este proceso también requiere varios componentes de ondas milimétricas, lo que complica aún más la fabricación de películas. Además, la caracterización de películas superconductoras requiere equipo personalizado y puede variar entre varios procesos de fabricación.

El circuito Microstrip y el sistema de caracterización de materiales pueden medir la pérdida óhmica de la película superconductora a frecuencias de ondas milimétricas utilizando un analizador de red vectorial (VNA) que mide las propiedades de amplitud y fase de los parámetros de red de la película.

El sistema consta de una estructura de guía de ondas de dos puertos. Los puertos se utilizan para transmitir y recibir energía de ondas milimétricas dentro y fuera de la película superconductora. La estructura de la guía de ondas se utiliza para transformar la impedancia característica de la guía de ondas en una impedancia de línea microstrip en amplios rangos de frecuencias para hacer contacto con la película superconductora. La película superconductora contiene resonadores de línea microstrip que se pueden usar para medir la pérdida óhmica y la constante dieléctrica efectiva en varias frecuencias.

El sistema funciona conectándose a un transmisor y receptor de ondas milimétricas. El sistema se utiliza para medir la pérdida de transmisión de una muestra de línea microstrip. Para la medición de película microstrip superconductora, el dispositivo debe enfriarse por debajo de la temperatura crítica del superconductor para medir la pérdida óhmica de la película y la constante de propagación de la línea de transmisión. El sistema se puede utilizar para medir pérdidas en la línea de microcintas tan bajas como 10 ppm y funciona dentro de un rango de temperatura de 0 K a 320 K.

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