정밀 마이크로스트립 회로·물질 특성화 시스템: 초전도 박막용

복잡한 박막 제작 공정을 거치지 않고 밀리미터파 주파수에서 마이크로스트립 초전도 박막을 특성화하는 것은 어렵습니다. 이 특성화에는 10~100ppm(백만 분의 1) 해상도에서 옴 손실 측정이 포함됩니다.

일반적으로 마이크로스트립 초전도 박막 특성화는 초전도 박막 구조의 일부로 안테나 결합 볼로미터를 활용합니다. 볼로미터는 온도 의존적 전기 저항을 가진 물질의 가열을 통해 입사 전자기 복사를 측정하는 구성요소입니다. 그러나 이 공정은 볼로미터 같은 임베디드 검출기가 초전도 박막 제작 공정을 더 어렵게 만들기 때문에 불리합니다. 이 공정은 또한 다양한 밀리미터파 구성요소를 필요로 하여 박막 제작을 더욱 복잡하게 만듭니다. 또한 초전도 박막 특성화는 맞춤 장비가 필요하며 다양한 제작 공정에 따라 달라질 수 있습니다.

마이크로스트립 회로 및 물질 특성화 시스템은 벡터 네트워크 분석기(VNA)를 사용하여 밀리미터파 주파수에서 초전도 박막 옴 손실을 측정할 수 있습니다. VNA는 박막의 네트워크 파라미터 진폭과 위상 특성을 측정합니다.

시스템은 두 포트 도파관 구조로 구성됩니다. 포트는 밀리미터파 전력을 초전도 박막 안팎으로 송수신하는 데 사용됩니다. 도파관 구조는 넓은 주파수 범위에서 도파관 특성 임피던스를 마이크로스트립 라인 임피던스로 변환하여 초전도 박막과 접촉하게 합니다. 초전도 박막에는 다양한 주파수에서 옴 손실과 유효 유전율을 측정하는 데 사용할 수 있는 마이크로스트립 라인 공진기가 포함됩니다.

시스템은 밀리미터파 송신기와 수신기에 연결하여 작동합니다. 시스템은 마이크로스트립 라인 샘플의 전송 손실을 측정하는 데 사용됩니다. 초전도 마이크로스트립 박막 측정의 경우, 장치는 초전도체의 임계 온도 아래로 냉각되어 박막 옴 손실과 전송선의 전파 상수를 측정해야 합니다. 시스템은 마이크로스트립 라인에서 10ppm까지 낮은 손실을 측정할 수 있으며 0K~320K 온도 범위에서 작동 가능합니다.

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