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精密マイクロストリップ回路・材料評価システム:超伝導薄膜向け

ミリ波周波数でのマイクロストリップ超伝導薄膜の評価は、複雑な薄膜製造プロセスを経ずに行うのは困難です。この評価には、10〜100ppm(百万分率)の分解能でのオーム損失測定が含まれます。

通常、マイクロストリップ超伝導薄膜の評価には、超伝導薄膜構造の一部としてアンテナ結合ボロメーターが利用されます。ボロメーターは、温度依存性電気抵抗を持つ材料の加熱による入射電磁放射を測定するコンポーネントですが、このプロセスは埋め込み検出器(ボロメーターなど)が超伝導薄膜製造プロセスをより困難にするため不利です。このプロセスにはさまざまなミリ波コンポーネントも必要で、さらに薄膜製造を複雑にします。また、超伝導薄膜の評価にはカスタム装置が必要で、さまざまな製造プロセス間でばらつきがあります。

マイクロストリップ回路・材料評価システムは、ベクトルネットワークアナライザ(VNA)を使用して、ミリ波周波数での超伝導薄膜オーム損失を測定できます。VNAは薄膜のネットワークパラメータの振幅と位相特性を測定します。

システムは2ポート導波路構造で構成されます。ポートはミリ波電力を超伝導薄膜へ入出力するために使用されます。導波路構造は、導波路特性インピーダンスを広い周波数範囲でマイクロストリップラインインピーダンスに変換し、超伝導薄膜と接触させます。超伝導薄膜にはマイクロストリップライン共振器が含まれ、さまざまな周波数でオーム損失と実効誘電率を測定できます。

システムはミリ波送信機と受信機に接続して機能します。システムはマイクロストリップラインサンプルの伝送損失を測定するために使用されます。超伝導マイクロストリップ薄膜測定では、デバイスを超伝導体の臨界温度以下に冷却して薄膜オーム損失と伝送線路の伝播定数を測定する必要があります。システムはマイクロストリップラインの損失を10ppmまで測定可能で、0K〜320Kの温度範囲で動作可能です。

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