Sistema de Caracterização de Circuito Microstrip e Material de Precisão para Filmes Supercondutores

Caracterizar filme supercondutor microstrip em frequências de onda milimétrica é difícil sem passar por um complexo processo de fabricação de filme fino. Esta caracterização inclui medir perda ôhmica em resolução de 10-100 partes por milhão (ppm).

Tipicamente, caracterizar filme supercondutor microstrip utiliza bolômetros acoplados a antena como parte da estrutura do filme supercondutor. Bolômetros são componentes que medem radiação eletromagnética incidente via aquecimento de um material com resistência elétrica dependente de temperatura; no entanto, este processo é desvantajoso pois detectores embutidos, como bolômetros, tornam o processo de fabricação do filme supercondutor mais difícil. Este processo também requer vários componentes de onda milimétrica, complicando ainda mais a fabricação do filme. Além disso, caracterizar filme supercondutor requer equipamento personalizado e pode variar entre vários processos de fabricação.

O Sistema de Caracterização de Circuito Microstrip e Material pode medir perda ôhmica de filme supercondutor em frequências de onda milimétrica usando um analisador de rede vetorial (VNA) que mede 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 potência de onda milimétrica para dentro e para fora do filme supercondutor. A estrutura do guia de onda é usada para transformar impedância característica do guia de onda para impedância de linha microstrip sobre amplas faixas de frequências para fazer contato com o filme supercondutor. O filme supercondutor contém ressonadores de linha microstrip que podem ser usados para medir perda ôhmica e constante dielétrica efetiva em várias frequências.

O sistema funciona conectando a um transmissor e receptor de onda milimétrica. O sistema é usado para medir perda de transmissão de uma amostra de linha microstrip. Para medição de filme microstrip supercondutor, 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 medir perda na linha microstrip tão baixa quanto 10 ppm e é operável dentro de uma faixa de temperatura de 0 K a 320 K.

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