Supergeleidende magnetron resonatoren van belang zijn voor de detectie van licht, quantum computing toepassingen en materialen karakterisering. Dit werk geeft een gedetailleerde procedure voor de fabricage en karakterisering van supergeleidende magnetron resonator verstrooiing parameters.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Fabricage en karakterisering van Supergeleidende Resonators
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Supergeleidende magnetron resonatoren van belang voor een groot aantal toepassingen, inclusief hun gebruik als magnetron kinetische inductie detectoren (MKIDs) voor het detecteren van zwakke astrofysische handtekeningen en voor quantum computing toepassingen en materiaal karakterisatie. In dit artikel worden procedures voorgesteld voor de fabricage en karakterisering van dunne-film supergeleidende magnetron resonatoren. De fabricage methode maakt de realisatie van supergeleidende transmissielijn resonatoren faciliteiten aan beide zijden van een atomair glad monokristallijn silicium diëlektrische. Dit werk beschrijft de procedure voor de installatie van de resonator apparaten in een cryogene magnetron testbed en cool-down onder de supergeleidende overgang temperatuur. De set-up van de cryogene magnetron testbed maakt het mogelijk om zorgvuldige metingen van het complex microgolf transmissie van deze resonator apparaten te doen, waardoor de extractie van de properties van de supergeleidende lijnen en diëlektrische drager (bijvoorbeeld interne kwaliteitsfactoren, verlies en kinetische inductie fracties), die belangrijk zijn voor apparaatontwerp en prestaties.
Inleiding
Vooruitgang in astrofysische instrumenten hebben onlangs supergeleidende magnetron resonatoren voor de detectie van infrarood licht 1 -. 4 een supergeleidende resonator reageert infraroodstraling energie E = hv> 2Δ (waarbij h de constante van Planck, v is de stralingsfrequentie en Δ is de supergeleidende bandkloof-energie). Wanneer de resonator wordt afgekoeld tot een temperatuur ruim onder de kritische temperatuur supergeleider Dit invallende straling breekt Cooper-paren in de resonator volume genereert quasiparticle excitaties. De toename van de dichtheid van quasiparticle excitaties verandert de ....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
1. Microstrip Line Resonator Fabrication 14 (figuur 3)
- Schoon een silicium-op-isolator (SOI) wafer, die een 0,45 pm dikke laag silicium apparaat, vers gemengd H 2 SO 4: H 2 O 2 (3: 1) gedurende 10 min. Spoel vervolgens de wafer in gedemineraliseerd water gedurende 10 minuten en droog met een stikstof pistool. Onmiddellijk voor later verwerken, dompel de wafer H 2 O: HF (10: 1) gedurende 10 sec en spoelen in gedeïoniseerd water gedurende 5 minuten.
- Fabriceren lift-off masker, dat bestaat uit een germanium (Ge) / positieve fotoresist zoals S-1811. 15
- Spin-coat de ....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
De reactie van een enkelzijdige Mo 2 N resonator (figuur 5) vervaardigd op een 0,45 urn monokristallijn silicium diëlektrische werd gevalideerd met deze methode. In dit geval koppeling met een Nb coplanaire golfgeleider (CPW) toevoerlijn voor uitlezen wordt bereikt door capacitieve koppeling door een afgezet door sputtering SiO 2 diëlektricum, in het "H" -vormige gebied aan een van de open einden van de resonator (zie Protocol paragraaf 1........
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
De single-flip vervaardigingswerkwijze verschaft een middel voor het realiseren supergeleidende resonatoren aan beide zijden van een dunne 0,45 pm monokristallijn Si-substraat. Een gemotiveerd zijn om een monokristallijn Si diëlektrische gebruiken omdat het meer dan een orde van grootte minder verlies dan afgezet diëlektrica (zoals Si 3N 4) met verlies raaklijnen in de 4,0-6,5 GHz range <1 x 10 - 5. 23-24 De mogelijkheid om patroonkenmerken aan weerszijden van dit substraat.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs verklaren dat ze geen concurrerende financiële belangen.
Dankbetuigingen
De auteurs erkennen financiële steun van de National Aeronautics and Space Administration (NASA) 's ROSES en APRA-programma's. GC erkent ook de universiteiten Space Research Association voor het beheer van zijn benoeming bij de NASA.
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Protocol Sectie 1 | |||
| Microposit S-1811 Fotoresist | Shipley | ||
| BCB | Dow | 3022-35 | |
| SOI wafers | SOITec | Vervaardigd met SmartCutTM proces | |
| Mo | Kamis | 99.99% | |
| Nb | Kamis | 99.95% (Ta niet inbegrepen) | |
| E-6 metaal ets w/AES | Fujifilm | CPG Grade | |
| Aceton | JT Baker | 9005-05 | CMOS Grade |
| HF dip (1:10) | JT Baker | 5397-03 | |
| PMMA | Microchem | 950 PMMA A2 | |
| Protocol Sectie 2 | |||
| GE 7031 | General Electric | Laag-temperatuur kleefstof | |
| Protocol Secties 3-4 | |||
| Cryogene Microgolfversterker | MITEQ | AF S3-02000400-08-CR-4 | 2-4 GHz, versterking ~30 dB |
| NbTi Semi-starre SMA kabels | Coax. Co. | SC-086/50-NbTi-NbTi | |
| Circulator | PamTech | CTD1229K | terugverlies > -20 dB van 2-4 GHz |
| RF verzwakker | Weinschel | Model-4M | 7 dB verzwakken |
| Flexibele SMA kabels | Teledyne-Storm | R94-240 | ACCU-TEST |
| Vector Netwerk Analyzer | Agilent | N5242A PNA-X | |
| Vloeibare He-4 cryogeen | Praxair | ||
| Vloeibare N2 cryogeen | Praxair |
Referenties
- Monfardini, A., et al. The Néel IRAM KID Arrays (NIKA). J. Low Temp. Phys. 167 (5-6), 834-839 (2012).
- Schlaerth, J. A., et al. The Status of Music: A Multicolor Sub/millimeter MKID Instrument. J. Low Temp. Phys. 167 (3-4), 347-353 (2012).
- Swe....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
