太赫茲超導(dǎo)動(dòng)態(tài)電感探測(cè)器的特性研究.pdf

1、超導(dǎo)動(dòng)態(tài)電感探測(cè)器又稱微波動(dòng)態(tài)電感探測(cè)器，是采用低能隙超導(dǎo)材料（如Al、TiNx等）而制成具有高Q值的共面波導(dǎo)諧振器，其通過(guò)入射光子拆散Cooper Pairs造成超導(dǎo)薄膜表面動(dòng)態(tài)電感和Q值的變化進(jìn)行探測(cè)。采用平面制備工藝和頻分復(fù)用讀出方式，在大型陣列集成中具有明顯優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為太赫茲波段靈敏度最高的探測(cè)器之一。其在天體物理學(xué)領(lǐng)域尤其是在宇宙微波背景輻射探測(cè)方面價(jià)值巨大，已在一些相關(guān)探測(cè)任務(wù)中發(fā)揮重要作用。
　　首先，本文從太赫茲

2、天文學(xué)引入，介紹低溫超導(dǎo)太赫茲探測(cè)器的發(fā)展歷程，以及該類型探測(cè)器在當(dāng)今天文探測(cè)任務(wù)中的應(yīng)用。同時(shí)簡(jiǎn)單分析了MKIDs探測(cè)器的工作機(jī)制和相對(duì)其他探測(cè)器的優(yōu)勢(shì)。
　　其次，介紹了超導(dǎo)薄膜的電動(dòng)力學(xué)，結(jié)合共面波導(dǎo)（CPW）和四分之一波長(zhǎng)微波諧振器的特性，深入綜合的研究了MKIDs探測(cè)器的探測(cè)機(jī)理。
　　再次，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的64像元的芯片，對(duì)芯片的超導(dǎo)薄膜工藝制備過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)的講解，包括涂光刻膠、紫外線曝光、蒸鍍鍍膜、光刻膠剝離

3、等工藝。利用方塊電阻測(cè)量?jī)x測(cè)量薄膜方塊電阻和電阻率等參數(shù)，并結(jié)合 X射線衍射儀（XRD）對(duì)薄膜進(jìn)行晶粒尺寸，結(jié)晶度，晶向等參量進(jìn)行分析。利用自動(dòng)超聲波電焊儀進(jìn)行芯片的安裝固定。
　　最后，本文將芯片安裝在真空杜瓦，利用稀釋制冷機(jī)營(yíng)造毫開(kāi)溫區(qū)環(huán)境，在矢網(wǎng)上測(cè)量其傳輸系數(shù)。分析不同溫度，不同輸入功率以及杜瓦窗口不同探測(cè)目標(biāo)對(duì)諧振特性的影響。得到了與設(shè)計(jì)頻率（4-5.575GHz）符合度很好的芯片，其Q值高達(dá)104。
　　本文具有