Superconductor Insulator Superconductor Mixer Devices with Gold Energy Relaxation Layers

Zusatztext

Diese Dissertation konzentriert sich auf die Entwicklung einer neuen Supraleiter-Isolator-Supraleiter (SIS) Mischer-Technologie für 800 GHz, die in Zukunft auch für 1,1 THz genutzt werden kann. Dieser Frequenzbereich ist ein wichtiger Teil des THz Spektrums, der noch von erdgebundenen Observatorien beobachtbar ist. Verglichen mit existierenden Mischern in diesem Frequenzbereich soll die Empfindlichkeit verbessert werden durch die Verwendung von vollständig supraleitenden Hochfrequenz(RF)-Anpassschaltungen. Die größte Neuerung in dieser Arbeit ist das Hinzufügen einer energieableitenden Schicht (ERL) aus Gold (Au), die vollständig supraleitende RF Schaltungen in Verbindung mit der ausgereiften Niob (Nb) SIS Tunnelkontakt-Technologie ermöglicht. Die ERL verhindert das Aufheizen des SIS Tunnelkontakts durch Andreev Reflektion an der Schnittfläche zwischen Tunnelkontaktelektrode und der Anpassschaltung, wie es bei früheren Entwicklungen beobachtet wurde. Diese Arbeit schließt die Entwicklung eines Herstellungsprozesses und umfangreiche Gleichstrom- und Hochfrequenzmessungen und deren Interpretation ein. Bis jetzt wurden zwischen 800 GHz und 1.1 THz SIS-Mischer mit teilweise normalleitenden RF Anpassschaltungen, welche die Tunnelkontaktimpedanz an die der Hohlleiterantenne anpassen, verwendet.

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