Circuito Microstrip e Sistema de Caracterização de Materiais

Caracterizar o filme supercondutor de microfita em frequências de ondas milimétricas é difícil sem passar por um processo complexo de fabricação de filmes finos. Esta caracterização inclui a medição da perda ôhmica com uma resolução de 10.100 partes por milhão (ppm).

Normalmente, a caracterização do filme supercondutor de microfita utiliza bolômetros acoplados a antenas como parte da estrutura do filme supercondutor. Os bolômetros são componentes que medem a radiação eletromagnética incidente por meio do aquecimento de um material com resistência elétrica dependente da temperatura; no entanto, este processo é desvantajoso, pois detectores embutidos, como bolômetros, tornam o processo de fabricação de filme supercondutor mais difícil. Este processo também requer vários componentes de ondas milimétricas, complicando ainda mais a fabricação do filme. Além disso, caracterizar o filme supercondutor requer equipamentos personalizados e pode variar entre os vários processos de fabricação.

O Microstrip Circuit and Material Characterization System pode medir a perda ôhmica do filme supercondutor em frequências de ondas milimétricas usando um analisador de rede vetorial (VNA) que mede as propriedades de amplitude e fase dos parâmetros de rede do filme.

O sistema consiste em uma estrutura de guia de onda de duas portas. As portas são usadas para transmitir e receber energia de ondas milimétricas para dentro e para fora do filme supercondutor. A estrutura do guia de onda é usada para transformar a impedância característica do guia de onda em impedância da linha de microfita em amplas faixas de frequências para fazer contato com o filme supercondutor. O filme supercondutor contém ressonadores de linha de microfita que podem ser usados ​​para medir a perda ôhmica e a constante dielétrica efetiva em várias frequências.

O sistema funciona conectando-se a um transmissor e receptor de ondas milimétricas. O sistema é usado para medir a perda de transmissão de uma amostra de linha de microfita. Para medição de filme de microfita supercondutora, o dispositivo precisa ser resfriado abaixo da temperatura crítica do supercondutor para medir a perda ôhmica do filme e a constante de propagação da linha de transmissão. O sistema pode ser usado para medir perdas na linha de microfitas tão baixas quanto 10 ppm e é operável dentro de uma faixa de temperatura de 0 K a 320 K.

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