Sistema de Caracterización de Circuitos Microstrip y Materiales de Precisión para Películas Superconductoras

Caracterizar película superconductor microstrip a frecuencias de onda milimétrica es difícil sin someterse a un complejo proceso de fabricación de película delgada. Esta caracterización incluye medir la pérdida óhmica a una resolución de 10-100 partes por millón (ppm).

Típicamente, caracterizar película superconductor microstrip utiliza bolómetros acoplados a antena como parte de la estructura de película superconductor. Los bolómetros son componentes que miden radiación electromagnética incidente via calentamiento de un material con resistencia eléctrica dependiente de temperatura; sin embargo, este proceso es desventajoso ya que detectores embebidos, como bolómetros, hacen el proceso de fabricación de película superconductor más difícil. Este proceso también requiere varios componentes de onda milimétrica, complicando aún más la fabricación de película. Además, caracterizar película superconductor requiere equipo personalizado y puede variar entre varios procesos de fabricación.

El Sistema de Caracterización de Circuitos Microstrip y Materiales puede medir pérdida óhmica de película superconductor a frecuencias de onda milimétrica usando un analizador de red vectorial (VNA) que mide propiedades de amplitud y fase de los parámetros de red de la película.

El sistema consiste en una estructura de guía de onda de dos puertos. Los puertos se usan para transmitir y recibir potencia de onda milimétrica dentro y fuera de la película superconductor. La estructura de guía de onda se usa para transformar impedancia característica de guía de onda a impedancia de línea microstrip sobre amplios rangos de frecuencias para hacer contacto con la película superconductor. La película superconductor contiene resonadores de línea microstrip que pueden usarse para medir pérdida óhmica y constante dieléctrica efectiva a varias frecuencias.

El sistema funciona conectándose a un transmisor y receptor de onda milimétrica. El sistema se usa para medir pérdida de transmisión de una muestra de línea microstrip. Para medición de película microstrip superconductor, el dispositivo necesita 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 puede medir pérdida en la línea microstrip tan baja como 10 ppm y es operable dentro de un rango de temperatura de 0 K a 320 K.

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