Name: ייצור ואפיון של מהודי מוליכים (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-05-21T14:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 26 s
Description: למד לייצר מהודי מיקרוגל מוליכים על-חשמליים ולאפיין את פרמטרי הפיזור שלהם. השיטה מאפשרת ייצור על שני צידי סובסטרט סיליקון למדידות מדויקות במחשוב קוונטי ואסטרופיזיקה.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

המחברים מודים תמיכת מימון ממנהל התעופה הלאומית שטח (נאס&quot;א) של ורדי תוכניות APRA. GC גם מכיר האגודה לחקר החלל אוניברסיטאות לניהול מינויו בנאס&quot;א.

1. Microstrip קו מהוד ייצור 14 (איור 3) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נקה פרוסות סיליקון על מבודד (SOI), אשר יש שכבת מכשיר סיליקון 0.45 מיקרומטר עבה, עם H המעורב טרי 2 SO 4: H 2 O 2 (3: 1) במשך 10 דקות. לאחר מכן לשטוף את הפרוסות במי deionized במשך 10 דקות ויבשות עם אקדח חנקן. בסמוך למועד מאוחר יותר כדי עיבוד, טובלים את פרוסות ב H 2 O: HF (10: 1) במשך 10 שניות ולשטוף במים deionized במשך 5 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפברק מסכת המראה, אשר מורכבת של גרמניום (Ge) / photoresist החיובי כגון S-1811. 15 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ספין-המעיל הרקיק עם bilayer photoresist החיובי הדליל (2 חלקים דקים-P: חלק 1 photoresist החיובי) ב 4000 סל&quot;ד למשך 30 שניות ולאחר מכן הפקדת אלומת אלקטרונים גה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תבנית גה באמצעות-פוטוליתוגרפיה ידי החלת הראשון hexamethyldisilazane (HMDS) על פרוסות דקות 1 ולאחר מכן לסובב את העודף בסל&quot;ד 3000 למשך 30 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> SPIn על דליל photoresist החיובי (2 חלקים דקים-P: חלק 1 photoresist החיובי) ב 2000 סל&quot;ד במשך 30 שניות ואופים אותו על פלטה חשמלית 1 דקות ב 110 מעלות צלזיוס. השתמש aligner מסכה לחשוף photoresist ולרסס לפתח להתנגד עם פתרון המבוסס אמוניום הידרוקסיד tetramethyl. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יון-reactive לחרוט את גה עם פלזמה SF 6 / O 2 ב 70 W. אש שבבסיס photoresist עם פלזמה O 2 כדי להשיג שיפול של photoresist. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> DC-magnetron גמגום-הפקדת ניוביום (NB) מטוס לקרקע עם 3.7 MT של ארגון (Ar) ב 500 W ולהרים אותו על ידי נחת הפרוסה בתוך כוס מלאה-אצטון עבור 4 שעות. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ספין-מעיל bisbenzocyclobutene (BCB) ב 4000 סל&quot;ד למשך 30 שניות על פני השטח NB-מצופה של רקיק SOI וכדי משטח אחד אחר פרוסות סיליקון. איגרות חוב שני משטחי BCB מצופה יחד עם 3 בר של לחץ ב 200 מעלות צלזיוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ידני מחסנית רקיק להעיף במהופך כדי מתחילה לעבד את הישבן של רקיק SOI. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl">Etch רקיק ידית סיליקון ידי לחיכה מכאנית באמצעות אל 2 O 3 סלארי, ואחריו תחריט עמוק תגובתי יון באמצעות תהליך Bosch 16 Etch שכבת SiO 2 הקבורה עם H 2 O:. HF (10: 1) במשך 20 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ניטריד מוליבדן פיקדון (מו 2 N) באמצעות DC magnetron המקרטעת תגובתי ב 700 ו W 3.3 MT (Ar: N 2 הלחץ החלקי = 7: 1). תהודת תבנית על ידי ספינינג ב 2000 סל&quot;ד למשך 30 שניות אפייה זה ב C 180 מעלות במשך 2 דקות ואחריו ספינינג דליל photoresist החיובי (2 חלקים דקים-P: חלק 1 photoresist החיובי) ב -2,000 סל&quot;ד למשך 30 שניות. פיתוח photoresist בתמיסת אמוניום tetramethyl מבוסס הידרוקסיד ואפר בתוך חרט יון תגובתי. Etch מו 2 N עם פתרון מבוסס חומצה זרחתית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפברק מסכת המראה המורכבת bilayer Ge / PMMA ידי ספינינג על polymethylmethacrylate (PMMA) ב 5000 סל&quot;ד למשך 30 שניות אפייה זה ב 180 מעלות צלזיוס למשך 2 דקות ואחריו dep אלומת אלקטרוניםosition של גה. גמגום-הפקדת Nb קווי תמסורת ולהרים אצטון (עיין בשלב 1.2 למעט כי photoresist החיובי מוחלף עם PMMA). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ב התגלמות כמה רדיו תדר (RF) גמגום-הפקדה SiO 2, דפוס זה על ידי ספינינג עם photoresist חיובי לחרוט בתמיסה המבוססת הידרופלואורית-חומצה. לאחר מכן, להרים את סרט Nb דק שהופקד גמגום באמצעות מסיכת שיגור photoresist גרמניום / חיובית כמפורט בשלב 1.2. </li></ol> נוהל 2. עבור התקנת צ&#39;יפ מהוד המיקרוגל בחבילת מבחן <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עיצוב ומכונת חבילת מבחן מורכב הזהב (Au) חלל נחושת מצופה (עם בסיס ומכסה) אשר תואם ממדי שבב מהוד, קלט feedline ואת מיקומי פלט. הערה: גודל החלל של הדיור צריכה להיות מוגדר כדי לתמוך בפעולה במצב יחיד עם צימוד טפיל מינימאלי על הלהקה של עניין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עיצוב לפברק-ou אוהד מיקרוגל עכבה מבוקרt לוח 17 לניתוב אותות בין שבב וגרסה תת-מיניאטורות ומחברים (SMA). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס את מחברי SMA לתוך הקלט והפלט של חבילת הבדיקה כדי סיכת המוליך המרכזי מיושרת על משטח מגע לוח אוהד-אאוט המקביל. החל מסכת הלחמה כדי להגן מפני shorting, ולהחיל הלחמה באזור של סיכת המוליך המרכזי. מניחים את החבילה על צלחת חום חם 200 מעלות צלזיוס במשך ~ 5 דקות כדי להמיס את הלחמה. בוא מגניב ולאחר מכן להסיר את מסכת ההלחמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הר שבב המהוד לתוך חלל Au מצופה חבילת נחושת כך רפידות התפוקה לתשומה על שבב feedline קרובות ו מיושר מוליך גל coplanar לוח אוהד-אאוט המקביל קווים (CPW). אבטח את השבב עם קליפים נחושת אשר ליצור קשר בקצות הפינות של השבב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניח מוליכי אג&quot;ח תיל אל בין לוח אוהד החוצה על-שבב רפידות קשר. מניח מספר מרבי (~ 4 במקרה המוצג כאן - ראה <strאונג&gt; איור 4) של ~ 500-600 מיקרומטר ארוך, ~ 250 מיקרומטר-in-גובה אג&quot;ח תיל, כדי לספק התאמה עכבה בין קלט מחבר SMA ו התפוקות ואת feedline על שבב CPW. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר-מליט תיל, עם מודד לבדוק את התנגדות DC בין הפינים במרכז מחברי הקלט ופלט, ובין פין מרכז הקרקע, כדי לאשר יש חיבור חשמל ברחבי שתי סיכות המרכז וחיבור פתוח בין המרכז קו קרקע. </li></ol> נוהל 3. התקנת מהוד מיקרוגל בתוך testbed מיקרוגל קריוגני הליום -3 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הרכב את testbed כפי בתצורה שמוצגת באיור 2, שבו שורה של כבלי SMA מנותבות מ RT לשלב הקר 0.3-K שבו המכשיר יהיה רכוב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התקן נחושת (Cu) ו מוליכי ניוביום-טיטניום (NbTi) כבלים כפי שמוצג באיור 2 לספק אובדן מיקרוגל נמוך, בבמקרה של כבלי NbTi, מוליכות תרמית נמוכה. השתמשו בכבלי NbTi כשבר תרמית בין 2-K ושלבי 0.3-K. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הר טרנזיסטור ניידות קריוגני גבוהים אלקטרוני מגבר (HEMT) בשלב 2-K על שורת הפלט עבור הגברת רעש נמוך בלהקה של מכשיר המהוד ולהתקין סירקולטור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס circulator קריוגני על שורת הפלט בכניסה אל המגבר הזה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הר המכשירים מהוד ארוז על סוגר ובריח לשלב קר 0.3-K. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר מחליש מיקרוגל בצד הקלט של החבילה לספק להפסקה מתאימה וחברו את כבלי SMA המתאימים לקלט מחליש זה ופלט חבילה. ודא כי הפסקות עכבה המבוקרות אלה הם מתאימים היטב והם קרוב ההתקן נבדק ככל האפשר - הם מגדירים את &quot;מטוס כיול מכשיר&quot; (ראה איור 2). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סגור את cryostat. בצע הליך רגיל כדי לקרר את המכשירs ל 0.3 ק </li></ol> נוהל 4. מדידות מהוד מיקרוגל <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את VNA לסריקה רצועת תדרים רחב (10 מגה-הרץ - 8 גיגה-הרץ, עבור המכשיר נחשב כאן) בתדרים עיצוב המכשיר-תחת-מבחן. כוון את עוצמת הכח על VNA לרמות מתאימות המכשיר נבדק (~ -30 dBm, עבור המכשיר נחשב כאן). הערה: ודא שמפלס כוח קלט RF הוא נמוך מספיק כדי לא לחרוג נוכחי הקריטית של מהוד מיקרוגל מוליך feedline מוליכים. ודא שמפלס כוח הוא גבוה מספיק כדי לספק יחס אות לרעש מספיק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כייל את כבלי RF גמישה בהתאם לנוהל השגרתי קצר פתוח טען-Thru (Solt), אם עוקבים אחרי ההוראות תוכנה VNA למצוא במדריך VNA. הכנס ב לקצר, פתוח, הסתיים thru סטנדרטים במוצא של כל אחת כבלי בעלי הגמישות, באיזו דרך מן מנתח רשת וקטור ואשר מאוחר יותר יחובר לכניסהשל cryostat למדידות. כיול זה מגדיר את &quot;מטוס מכשיר התייחסות&quot; (למשל, ראה איור 2). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעקבות זאת כיול Solt, לאמת את הנאמנות של הכיול על ידי המאשר כי השידור, 21 S, עם הקו דרך אתר הקשור נמדד עם VNA, יש שגיאות שיורית נמוכות (כלומר, התגובה היא ב ~ 0 dB רמה ו- S 11 ו- S 22 הם נמוכים, למשל, ≤ -50 dB). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את כבלי בעלי גמישות לקווי קלט ופלט של cryostat. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל למגבר המיקרוגל קריוגני על ידי יישום מתח הטיה DC נדרש כמפורט בתיעוד שסופק על-ידי החברה במשך למגבר המיקרוגל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ראשית, להשלים סריקה wideband של VNA (10 מגה-הרץ - 8 גיגה-הרץ, עבור המכשיר נחשב כאן) כדי לבחון את מבנה הבסיס S 21 ו לחפש כל Q גבוהה חדה &lt;/ Em&gt; מבנים המעידים על תהודת מיקרוגל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר מכן, לצמצם את טווח התדרים (כדי ~ 2 - 4 ג&#39;יגה-רץ, עבור המכשיר נחשב כאן) ולהתאים את מספר נקודות נתונים (~ 30,000 עבור המכשיר נחשב כאן) של VNA לסריקת להקת המהוד. השתמש תדרים רחבים מספיק כדי לספק אורך בסיס נאות בהתקף מאוחר יותר הבסיס הזה לבצע כיול in-situ (ראה דיון במבוא). הערה: בהתאם לרמת הרעש, להגדיל את מספר ממוצע, או לצמצם את רוחב הפס IF לשפר אות לרעש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שמור סריקות נתוני VNA אלה של העברת נתונים המורכבים להגיש תביעה-מדידה פוסט כיול in-situ, וניתוח וסחיט גורמי איכות ותדרי תהודה. 11 </li></ol>

<ol><li>Monfardini, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+N%C3%A9el+IRAM+KID+Arrays+%28NIKA%29%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Low+Temp.+Phys%22%5BJournal%5D)">The Néel IRAM KID Arrays (NIKA).</a> J. Low Temp. Phys. 167 (5-6), 834-839 (2012).</li>
<li>Schlaerth, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Status+of+Music%3A+A+Multicolor+Sub%2Fmillimeter+MKID+Instrument%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Low+Temp.+Phys%22%5BJournal%5D)">The Status of Music: A Multicolor Sub/millimeter MKID Instrument.</a> J. Low Temp. Phys. 167 (3-4), 347-353 (2012).</li>
<li>Swenson, L. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MAKO%3A+a+pathfinder+instrument+for+on-sky+demonstration+of+low-cost+350+micron+imaging+arrays%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+SPIE%22%5BJournal%5D)">MAKO: a pathfinder instrument for on-sky demonstration of low-cost 350 micron imaging arrays.</a> Proc. SPIE. 8452, 84520P(2012).</li>
<li>Mazin, B. A., Bumble, B., Meeker, S. R., O'Brien, K., McHugh, S., Langman, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+superconducting+focal+plane+array+for+ultraviolet%2C+optical%2C+and+near-infrared+astrophysics%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">A superconducting focal plane array for ultraviolet, optical, and near-infrared astrophysics.</a> Opt. Express. 20 (2), 1503-1511 (2012).</li>
<li>Mazin, B. A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Microwave+Kinetic+Inductance+Detectors%22">Microwave Kinetic Inductance Detectors</a>. , California Institute of Technology. Pasadena, California. (2005).</li>
<li>McHugh, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+readout+for+large+arrays+of+Microwave+Kinetic+Inductance+Detectors%5BTitle%5D)+AND+%22Rev.+Sci.+Instrum%22%5BJournal%5D)">A readout for large arrays of Microwave Kinetic Inductance Detectors.</a> Rev. Sci. Instrum. 83 (4), 044702(2012).</li>
<li>Mazin, B. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ARCONS%3A+A+2024+Pixel+Optical+through+Near-IR+Cryogenic+Imaging+Spectrophotometer%5BTitle%5D)+AND+%22Publ.+Astron.+Soc.+Pac%22%5BJournal%5D)">ARCONS: A 2024 Pixel Optical through Near-IR Cryogenic Imaging Spectrophotometer.</a> Publ. Astron. Soc. Pac. 123 (933), 1348-1361 (2013).</li>
<li>Zmuidzinas, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Superconducting+Microresonators%3A+Physics+and+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Condens.+Matter+Phys%22%5BJournal%5D)">Superconducting Microresonators: Physics and Applications.</a> Annu. Rev. Condens. Matter Phys. 3, 169-214 (2012).</li>
<li>Vijay, R., Slichter, D. H., Siddiqi, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Observation+of+Quantum+Jumps+in+a+Superconducting%5BTitle%5D)+AND+%22Artificial+Atom.+Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Observation of Quantum Jumps in a Superconducting.</a> Artificial Atom. Phys. Rev. Lett. 106 (11), 110502(2011).</li>
<li>Krupka, J., Derzakowski, K., Tobar, M., Hartnett, J., Geyer, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Complex+permittivity+of+some+ultralow+loss+dielectric+crystals+at+cryogenic+temperatures%5BTitle%5D)+AND+%22Meas.+Sci.+Technology%22%5BJournal%5D)">Complex permittivity of some ultralow loss dielectric crystals at cryogenic temperatures.</a> Meas. Sci. Technology. 10 (5), 387-392 (1999).</li>
<li>Cataldo, G., Wollack, E. J., Barrentine, E. M., Brown, A. D., Moseley, S. H., U-Yen, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+and+calibration+techniques+for+superconducting+resonators%5BTitle%5D)+AND+%22Rev.+Sci.+Instrum%22%5BJournal%5D)">Analysis and calibration techniques for superconducting resonators.</a> Rev. Sci. Instrum. 86 (1), 013103(2015).</li>
<li>Russell, D., Cleary, K., Reeves, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cryogenic+probe+station+for+on-wafer+characterization+of+electrical+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Rev.+Sci.+Instrum%22%5BJournal%5D)">Cryogenic probe station for on-wafer characterization of electrical devices.</a> Rev. Sci. Instrum. 83 (4), 044703(2012).</li>
<li>Ranzani, L., Spietz, L., Popovic, Z., Aumentado, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two-port+microwave+calibration+at+millikelvin+temperatures%5BTitle%5D)+AND+%22Rev.+Sci.+Instrum%22%5BJournal%5D)">Two-port microwave calibration at millikelvin temperatures.</a> Rev. Sci. Instrum. 84 (3), 034704(2013).</li>
<li>Patel, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+MKIDS+for+the+MicroSpec+Spectrometer%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans.+Appl.+Supercond%22%5BJournal%5D)">Fabrication of MKIDS for the MicroSpec Spectrometer.</a> IEEE Trans. Appl. Supercond. 23 (3), 2400404(2013).</li>
<li>High-Precision Thin Film Metal Liftoff Technique. , 9076658 B1 (2015).</li>
<li>Method of anisotropically etching silicon. , U.S. Patent No. 5501893 (1996).</li>
<li>Chen, D., Wang, Q., Shen, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+broadband+microstrip-to-CPW+transition%5BTitle%5D)+AND+%22APMC+2005.+Asian-Pac.+Conf.+Proc%22%5BJournal%5D)">A broadband microstrip-to-CPW transition.</a> APMC 2005. Asian-Pac. Conf. Proc. 2 (4), (2005).</li>
<li>Fano, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sullo+spettro+di+assorbimento+dei+gas+nobili+presso+il+limite+dello+spettro+d%27arco%5BTitle%5D)+AND+%22Il+Nuovo+Cimento%22%5BJournal%5D)">Sullo spettro di assorbimento dei gas nobili presso il limite dello spettro d'arco.</a> Il Nuovo Cimento. 12 (3), 154-161 (1935).</li>
<li>Fano, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+Configuration+Interaction+on+Intensities+and+Phase+Shifts%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev%22%5BJournal%5D)">Effects of Configuration Interaction on Intensities and Phase Shifts.</a> Phys. Rev. 124 (6), 1866-1878 (1961).</li>
<li>Marquezini, M. V., Kner, P., Bar-Ad, S., Tignon, J., Chemla, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Density+dependence+of+the+spectral+dielectric+function+across+a+Fano+resonance%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+B%22%5BJournal%5D)">Density dependence of the spectral dielectric function across a Fano resonance.</a> Phys. Rev. B. 57 (7), 3745-3748 (1998).</li>
<li>Singh, R., Al-Naib, I., Cao, W., Rockstuhl, C., Koch, M., Zhang, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Fano+Resonance+in+Symmetry+Broken+Terahertz+Metamaterials%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans.+Terahertz+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">The Fano Resonance in Symmetry Broken Terahertz Metamaterials.</a> IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol. 3 (6), 820-826 (2013).</li>
<li>Giannini, V., Francescano, Y., Amrania, H., Phillips, C. C., Maier, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fano+Resonances+in+Nanoscale+Plasmonic+Systems%3A+A+Parameter-Free+Modeling+Approach%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Fano Resonances in Nanoscale Plasmonic Systems: A Parameter-Free Modeling Approach.</a> Nano Lett. 11 (7), 2835-2840 (2011).</li>
<li>O'Connell, A. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microwave+Dielectric+Loss+at+Single+Photon+Energies+and+Millikelvin+Temperatures%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Microwave Dielectric Loss at Single Photon Energies and Millikelvin Temperatures.</a> Appl. Phys. Lett. 92 (11), 112903(2008).</li>
<li>Weber, S. J., Murch, K. W., Slichter, D. H., Vijay, R., Siddiqi, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single+Crystal+Silicon+Capacitor+with+Low+Microwave+Loss+in+the+Single+Photon+Regime%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Single Crystal Silicon Capacitor with Low Microwave Loss in the Single Photon Regime.</a> Appl. Phys. Lett. 98 (17), 172510(2011).</li>
<li>Cataldo, G., Hsieh, W. T., Huang, W. C., Moseley, S. H., Stevenson, T. R., Wollack, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micro-Spec%3A+an+ultracompact%2C+high-sensitivity+spectrometer+for+far-infrared+and+submillimeter+astronomy%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Opt%22%5BJournal%5D)">Micro-Spec: an ultracompact, high-sensitivity spectrometer for far-infrared and submillimeter astronomy.</a> Appl. Opt. 53 (6), 1094-1102 (2014).</li>
</ol>

החוקרים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.

תהליך הייצור חד להעיף מספק אמצעי למימוש תהודה מוליכה משני צידי מצע Si 0.45 מיקרומטר יחיד גביש דק. אפשר להיות מוטיבציה להשתמש דיאלקטרי Si יחיד גביש כי יש לו יותר מאשר בסדר גודל ההפסד הנמוך מ דיאלקטריים שהופקדו (כגון Si 3 N 4) עם בסיפורי מעשיות הפסד בטווח 4.0-6.5 ג&#39;יגה הרץ &lt;1 x 10 - 5. 23-24 יכולת דפוס תכונות משני צידי מצע זה מאפשר להעסיק עיצוב מהוד microstripline, אשר מעניק חסינות טובה לסטות אור נמוך מהוד-אל-מהוד crosstalk. טכניקת ...

התקדמות מכשור אסטרופיסיקאליות לאחרונה הציגה תהודת מיקרוגל מוליכים לצורך זיהוי של אור אינפרא אדום 1 -. 4 מהוד מוליך יגיב לקרינה אינפרא אדום אנרגית E = HV&gt; 2Δ (כאשר h הוא, v הקבוע פלאנק הוא תדר קרינת Δ הוא אנרגית הפער המוליכה). כאשר המהוד הוא מקורר לטמפרטורה היטב מתחת לטמפרטורת המוליך הקריטית, קרינת האירוע הזה שובר זוגות קופר בהיקף המהוד ומייצרת את ריגושים קוואזי-חלקיק. הגידול בצפיפות של ריגושים קוואזי-חלקיק משנה את ההשראות הקינטית, וכך עכבת המשטח המורכבת של המוליך. בתגובה אופטית זה הוא ציין גם שינוי תדר התהודה לתדר נמוך וירידת גורם האיכות של המהוד. בתכנית לקריאה החוצה הקנונית עבור ומקןה מיקרוגלהשראות גלאי טיק (MKID), המהוד הוא מצמיד את feedline מיקרוגל אחד מפקח על השידור המורכב באמצעות feedline הזה צליל בתדר מיקרוגל יחיד על תהודה. כאן, התגובה האופטית הוא ציין כשינוי הוא האמפליטודה והפאזה של שידור 5 (איור 1). תוכניות ריבוב תדרים-תחום מסוגלים לקרוא את מערך של אלפי תהודה. 6-7 כדי לעצב בהצלחה וליישם-מהוד מוליך מבוססי מכשור, את המאפיינים של מבני התהודה האלה צריכים להיות מאופיינים בדייקנות וביעילות. לדוגמא, מדידות המדויקות של מאפייני הרעש, איכות גורמי Q, תדרי תהודה (כולל התלות בטמפרטורה שלהם) ואפיין תגובה אופטיים של תהודת מוליך הם רצויות בהקשר של פיזיקת תקן MKID, מחשוב קוונטים 8, 9 והקביעה נמוכה teחומרי mperature נכסים. 10 בכל המקרים הללו, מדידת פרמטרי פיזור שידור המורכב של המעגל היא רצויה. עבודה זו מתרכזת קביעת מקדם העברת הקומפלקס של המהוד, S 21, המשרעת והפאזה אשר ניתן למדוד עם מנתח רשת וקטור (VNA). באופן אידיאלי, מטוס התייחסות VNA (או יציאת בדיקה) יהיה מחובר ישירות למכשיר נבדק (DUT), אבל הגדרה קריוגני בדרך כלל מחייבת שימוש של מבני קו תמסורת נוספים לממש הפסקה תרמית בין RT (~ 300 K) ו בשלב קר (~ 0.3 K בעבודה זו, ראה איור יור 2). רכיבי מיקרוגל נוספים כגון מצמדים כיווניים, circulators, מבודד, מגברים, מנחתים, וכבלים מקשרים הקשורים עשויים להיות נחוצים כדי להכין כראוי, לרגש, הקריא והטיית המכשיר של עניין. המהירות הפאזה ומהירת ממדי רכיבים אלה משתנים כאשר קירור מחדר בקירור, ולכן הם משפיעים על התגובה שנצפתה מטוס כיול מכשיר. רכיבים להתערב אלה בין המכשיר לבין שפעת מטוס כיול מכשיר הרווח המורכב צריכים להיות היוו כראוי עבור בפרשנות של התגובה המדודה. 11 בתיאוריה, תוכנית נדרשת אשר מפרטת את המטוס התייחסות מדידה, זהה לזו המועסקים במהלך הכיול, על הנבדק. כדי להשיג יעד זה, אפשר למדוד את סטנדרטי הכיול מעל מגניבות ומורדות מרובות; עם זאת, זה מציב מגבלות על יציבות VNA ואת הדירות של המכשיר קריוגני, אשר קשה להשיג. כדי למתן את החששות האלה, אפשר למקם את הסטנדרטים הנדרשים בסביבת הבדיקה המקוררת ולעבור ביניהם. זהו, למשל, בדומה למה שנמצא בתחנות בדיקת מיקרוגל, שבו הסטנדרטים המדגמים וכיול הם מקוררים 4 K ידי זרימת הליום נוזלית רציפה או מערכת קירור סגור מחזור. 12 שיטה זו הודגמה בטמפרטורות תת-קלווין אבל דורשים מתג מיקרוגל צריכת חשמל נמוך, בעל ביצועים גבוהים ב מבחן להקה של עניין. 13 הליך כיול in-situ ולכן הוא רצוי המהווה את תגובת השידור אינסטרומנטלי בין מטוס התייחסות VNA ומטוס כיול מכשיר (איור יור 2) ו המתגבר על המגבלות של השיטות שתוארו לעיל. שיטת כיול קריוגני זה, הוצג ונדון בהרחבת Cataldo et al. 11, מאפשרת לאפיין תהודה מרובה על פני טווח תדרים רחב לעומת רוחב קו המהוד וריווח-מהוד היתר עם ​​דיוק של ~ 1%. מאמר זה יתמקד הפרטים של ייצור המדגם הכנהתהליכי aration, נהלי הגדרה ומדידת בדיקה ניסיוניים להשתמש בם כדי לאפיין תהודת מיקרוגל מוליכים בגיאומטריות קו מישוריים. 11

<table><tr><tbody><td colspan="4">פרוטוקול סעיף 1</td></tr><tr><td>Microposit S-1811 Photoresist</td><td>Shipley</td><td></td><td></td></tr><tr><td>BCB</td><td>Dow</td><td></td><td>3022-35</td></tr><tr><td>פרוסות</td><td>SOI SOITec</td><td></td><td>מיוצר בתהליך SmartCutTM</td></tr><tr><td>Mo</td><td>Kamis</td><td></td><td>99.99%</td></tr><tr><td>Nb</td><td>Kamis</td><td></td><td>99.95% ( לא כולל</td></tr> <tr><td>תחריט מתכת Ta)E-6 עם AES</td><td>Fujifilm</td><td></td><td>CPG</td></tr><tr><td>Grade אצטון</td><td>JT Baker</td><td>9005-05</td><td>CMOS Grade</td></tr><tr><td>HF dip (1:10)</td><td>JT Baker</td><td>5397-03</td><td></td></tr><tr><td>PMMA</td><td>Microchem</td><td></td><td>950 PMMA A2</td></tr><tr><td colspan="4" ><חזק>פרוטוקול סעיף 2</חזק></td></tr><tr><td>GE 7031</td><td>ג'נרל אלקטריק</td><td></td><td>דבק בטמפרטורה נמוכה</td></tr><td colspan="4" ><חזק>פרוטוקול סעיפים 3-4</חזק>מגבר מיקרוגל קריוגני MITEQ AF S3-02000400-08-CR-4 2-4 GHz, רווח ~30&nbsp;<tr></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> dB</td></tr><tr><td>NbTi כבלי SMA קשיחים למחצה</td><td>קואקס.</td><td>SC-086/50-NbTi-NbTi</td><td></td></tr><tr><td>סירקולטור</td><td>PamTech</td><td>CTD1229K</td><td>הפסדי החזרה > -20 dB ממנחת RF 2-4 GHz</td></tr><tr><td></td><td>הנחתה Weinschel</td><td>דגם-4M</td><td>7 dB</td></tr><tr><td>הנחתה כבלי SMA גמישים</td><td>Teledyne-Storm</td><td>R94-240</td> מנתח רשת וקטור <td>ACCU-TEST</td></tr><tr><td></td><td>Agilent</td><td>N5242A PNA-X</td><td></td></tr><tr><td>נוזל He-4 קריוגן</td><td>Praxair</td><td></td><td></td></tr><tr><td>נוזל N2 קריוגן</td><td>Praxair</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

ייצור ואפיון של מהודי מוליכים

Fabrication and Characterization of Superconducting Resonators

תהודת מיקרוגל מוליכים הן בעלי העניין עבור מגוון רחב של יישומים, כולל לשימושם גלאי השראות הקינטית מיקרוגל (MKIDs) לצורך זיהוי של חתימות אסטרופיסיקאליות קלושות, כמו גם עבור יישומי מחשוב קוונטים ואפיון חומרים. במאמר זה, נהלים מוצגים עבור הייצור והאפיון של תהודת מיקרוגל מוליך סרט דק. המתודולוגיה הייצור מאפשרת למימוש מוליכי תהודה-קו תמסורת עם תכונות משני הצדדים של דיאלקטרי סיליקון יחיד גביש חלקה אטומית. עבודה זו מתארת ​​את הליך ההתקנה של התקני מהוד לתוך testbed מיקרוגל קריוגני ועבור מגניבים למטה מתחת לטמפרטורת מעבר מוליך. הסט-אפ של testbed מיקרוגל קריוגני מאפשר לאדם לעשות מדידות זהירות של שידור המיקרוגל המורכב של מכשירי מהוד אלה, מה שמאפשר את המיצוי של properties של קווים מוליכי ואת מצע דיאלקטרי (למשל, גורמי איכות פנימיות, אובדן ושברי השראות קינטית), אשר חשובים בעיצוב ביצועי מכשיר.

התגובה של מהוד N חצי גל מו 2 (איור 5) מפוברק על דיאלקטרי סיליקון 0.45 מיקרומטר יחיד גביש היה תוקף עם מתודולוגיה זו. במקרה זה, צימוד מוליך גל coplanar Nb (CPW) feedline עבור לקריאה החוצה מושג באמצעות צימוד קיבולים באמצעות דיאלקטרי SiO 2 גמגום-שהופקד, ב &quot;H&quot; בצורה באזור באחד הקצוות הפתוחים של המהוד (ראה באזור פרוטוקול 1.6). במקרים אחרים, צימוד קיבולי אל feedlines הושג על ידי הסרת אזורים במישור קרקע Nb. ...

תהודת מיקרוגל מוליכים הם עניין לגילוי ואפיון חומרי יישומי מחשוב אור, קוונטים. עבודה זו מציגה נוהל מפורט ייצור ואפיון פרמטרי פיזור מהוד מיקרוגל מוליכים.

Superconducting microwave resonators are of interest for a wide range of applications, including for their use as microwave kinetic inductance detectors ...

המטרה הכללית של הליך זה היא לייצר רזונטורי מיקרוגל מוליכי-על ולאפיין את פרמטרי הפיזור שלהם. שיטה זו מאפשרת לתכנן ולהטמיע מכשור של מוליכי-על באמצעות התקנת קווים מוליכי-על על מצע חשמלי. לדוגמה, ניתן לבחון את מקדמי האיכות הפנימיים, את חלקי ההפסד ואת השפעת החיבורים. היתרון המרכזי של טכניקות אלו הוא שהן מאפשרות מימוש של רזונטורי מוליכי-על בשני צדי מצע סיליקון, דבר המאפשר מדידות מדויקות.ההשלכות של טכניקה זו משתרעות על מגוון רחב של יישומים, כולל גלאי אינדוקטנציה קינטית לזיהוי אותים אסטרופיזיקליים חלשים, כמו גם יישומי מחשוב קוונטי ואפיון חומרים. ראשית, על גבי פרוסה של סיליקון על בידוד (silicon on insulator) שנוקתה לאחרונה, יש להתיז בשכבה סיבובית (spin coat) של פוטורזיסט במהירות של 4,000 rpm למשך 30 שניות.בשלב הבא, שקיע גרמניום על גבי הפרוסה באמצעות קרן אלקטרונים. לאחר מכן, פרסט (spin-coat) שכבה של פוטורזיסט דק במהירות של 2,000 rpm למשך 30 שניות, ולאחר מכן אפה את הפרוסה על פלטה חמה בטמפרטורה של 110 degree celsius למשך דקה אחת. כעת, השתמש במכשיר יישור מסכות (mask aligner) כדי לחשוף את הפוטורזיסט.לאחר מכן, רססו את תמיסת הפיתוח המבוססת על TMAH. השלב הבא הוא ביצוע תגיית יונים ריאקטיבית (reactive ion etch) לשכבת הגרמניום שיוצרה, באמצעות פלזמה של hexafluoride גופרית וחמצן בהספק של 70 watts. כעת,

fabrication-and-characterization-of-superconducting-resonators

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

אנו מתארים את השימוש בטכניקת לייזר פחמן דו חמצני reflow לייצר חללים סיליקה התהודה, כולל חופשית עומד microspheres ועל שבב microtoroids. שיטת reflow מסיר פגמים על פני השטח, מה שמאפשר חיים ארוכים פוטון בתוך המכשירים. המכשירים וכתוצאה מכך יש אולטרה גורמים באיכות גבוהה, מה שמאפשר יישומים החל התקשורת כדי biodetection.

ייצור של אולטרה סיליקה Microresonators באיכות גבוהה פקטור

שימוש בגלבו פוטוניים גביש להאט את האור וחללי האומצה באופן נרחב על ידי קהילת פוטוניקה ביישומים רבים שונים. לכן ייצור ואפיון של התקנים אלה הם עניין רב. מאמר זה מתאר טכניקת הייצור שלנו ושתי שיטות אפיון אופטיות, דהיינו: פיזור interferometric (גלבו) ותהודה (עששת).

ייצור ואפיון של מנחי גלים פוטוניים Crystal להאט את האור וחללים

את הטכניקות שפותחו במעבדה המותאמות אישית שלנו לבנות מערכות מיקרוגל פוטוניקה המבוססת על תהודה גלריות מצב Ultra-Q גבוהה לחישות מוצגות. הפרוטוקולים להשיג ולאפיין תהודה אלה מפורטים, והסבר של חלק מהיישומים שלהם במיקרוגל Photonics הוא נתון.

מיקרוגל Photonics מערכות המבוססות על מהודי לחישות-גלריה של מצב

עירורים אופטו-מכניים פרמטריים הודגמו לאחרונה בניסוי בתהודה אופטומכנית מיקרופלואידית באמצעות לחץ קרינה אופטי ופיזור ברילואין מגורה. מאמר זה מתאר את הייצור של מהודים מיקרופלואידיים אלה יחד עם מתודולוגיות ליצירה ואימות של תנודות אופטומכניות.

ייצור ובדיקה של מתנדים optomechanical Microfluidic

פרוטוקול עבור בעיצוב הייצור של מהוד טבעת פיצול מבוסס nanopillar רומן (SRR) מוצג.

המצאה של מהודי טבעת פיצול Nanopillar מבוסס על התזוזה נוכחית מתווכת רזוננסים ב Metamaterials Terahertz

פרוטוקולים לסינתזה של microspheres מפולימרים, מניפולציה של microspheres, ומדידות photoluminesencence מיקרו מוצגים.

ייצור של פולימרים microspheres עבור מהוד אופטי ויישומי לייזר

פרוטוקול עבור עיצוב קרן קבועה-קבוע באמצעות של לייזר דופלר ממדי רטט (LDV), כולל את המדידה של תדירות כוונון, שינוי של כוונון יכולת, והימנעות של כשל בהתקן, stiction, מוצג. העליונות של השיטה LDV מעל במנתח רשת הוא הפגין בשל היכולת למצב גבוה יותר.

עיצוב, אפיון מתודולוגיה למסננים Tunable MEMS יעיל לטווח רחב

כאן, אנו מציגים פרוטוקול ליצירת גבישי סוליטון בתהודה מיקרו-טבעתית ארוזה פרפר בשיטה מכווננת תרמית. יתר על כן, תנודות שיעור החזרה של גביש סוליטון עם משרה פנויה אחת נמדדות בשיטת הטרודין עצמית מתעכבת.

מדידת תנודות קצב חזרה מהירה של גבישי סוליטון במיקרו-רזנטור

שתי טכניקות הייצור, ההמראה והחריטה רטוב, מתוארים בהפקת מתמרים האלקטרודות interdigital על מצע פיזואלקטריים, ליתיום niobate, המשמש באופן נרחב כדי ליצור גלי משטח אקוסטי כעת מציאת כלי שירות רחב מיקרו כדי fluidics ננו-היקף. אלקטרודות כפי המיוצר מוצגים ביעילות לגרום מגהרץ לסדר משטח ריילי גלים אקוסטיים.

הייצור של התקנים גל אקוסטי לפני השטח על ליתיום Niobate

מאמר זה עוקב אחר מחזור החיים של מהוד ממברנת סיליקון ניטריד, מתכנון דרך ייצור ועד אפיון.

ייצור ואפיון של מהודי ממברנת סיליקון ניטריד High-Q

למד לייצר מהודי מיקרוגל מוליכים על-חשמליים ולאפיין את פרמטרי הפיזור שלהם. השיטה מאפשרת ייצור על שני צידי סובסטרט סיליקון למדידות מדויקות במחשוב קוונטי ואסטרופיזיקה.

ייצור ואפיון של מהודי מוליכים

גלה סרטונים נוספים