המחברים מודים תמיכת מימון ממנהל התעופה הלאומית שטח (נאס&quot;א) של ורדי תוכניות APRA. GC גם מכיר האגודה לחקר החלל אוניברסיטאות לניהול מינויו בנאס&quot;א.

1. Microstrip קו מהוד ייצור 14 (איור 3) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נקה פרוסות סיליקון על מבודד (SOI), אשר יש שכבת מכשיר סיליקון 0.45 מיקרומטר עבה, עם H המעורב טרי 2 SO 4: H 2 O 2 (3: 1) במשך 10 דקות. לאחר מכן לשטוף את הפרוסות במי deionized במשך 10 דקות ויבשות עם אקדח חנקן. בסמוך למועד מאוחר יותר כדי עיבוד, טובלים את פרוסות ב H 2 O: HF (10: 1) במשך 10 שניות ולשטוף במים deionized במשך 5 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפברק מסכת המראה, אשר מורכבת של גרמניום (Ge) / photoresist החיובי כגון S-1811. 15 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ספין-המעיל הרקיק עם bilayer photoresist החיובי הדליל (2 חלקים דקים-P: חלק 1 photoresist החיובי) ב 4000 סל&quot;ד למשך 30 שניות ולאחר מכן הפקדת אלומת אלקטרונים גה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תבנית גה באמצעות-פוטוליתוגרפיה ידי החלת הראשון hexamethyldisilazane (HMDS) על פרוסות דקות 1 ולאחר מכן לסובב את העודף בסל&quot;ד 3000 למשך 30 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> SPIn על דליל photoresist החיובי (2 חלקים דקים-P: חלק 1 photoresist החיובי) ב 2000 סל&quot;ד במשך 30 שניות ואופים אותו על פלטה חשמלית 1 דקות ב 110 מעלות צלזיוס. השתמש aligner מסכה לחשוף photoresist ולרסס לפתח להתנגד עם פתרון המבוסס אמוניום הידרוקסיד tetramethyl. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יון-reactive לחרוט את גה עם פלזמה SF 6 / O 2 ב 70 W. אש שבבסיס photoresist עם פלזמה O 2 כדי להשיג שיפול של photoresist. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> DC-magnetron גמגום-הפקדת ניוביום (NB) מטוס לקרקע עם 3.7 MT של ארגון (Ar) ב 500 W ולהרים אותו על ידי נחת הפרוסה בתוך כוס מלאה-אצטון עבור 4 שעות. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ספין-מעיל bisbenzocyclobutene (BCB) ב 4000 סל&quot;ד למשך 30 שניות על פני השטח NB-מצופה של רקיק SOI וכדי משטח אחד אחר פרוסות סיליקון. איגרות חוב שני משטחי BCB מצופה יחד עם 3 בר של לחץ ב 200 מעלות צלזיוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ידני מחסנית רקיק להעיף במהופך כדי מתחילה לעבד את הישבן של רקיק SOI. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl">Etch רקיק ידית סיליקון ידי לחיכה מכאנית באמצעות אל 2 O 3 סלארי, ואחריו תחריט עמוק תגובתי יון באמצעות תהליך Bosch 16 Etch שכבת SiO 2 הקבורה עם H 2 O:. HF (10: 1) במשך 20 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ניטריד מוליבדן פיקדון (מו 2 N) באמצעות DC magnetron המקרטעת תגובתי ב 700 ו W 3.3 MT (Ar: N 2 הלחץ החלקי = 7: 1). תהודת תבנית על ידי ספינינג ב 2000 סל&quot;ד למשך 30 שניות אפייה זה ב C 180 מעלות במשך 2 דקות ואחריו ספינינג דליל photoresist החיובי (2 חלקים דקים-P: חלק 1 photoresist החיובי) ב -2,000 סל&quot;ד למשך 30 שניות. פיתוח photoresist בתמיסת אמוניום tetramethyl מבוסס הידרוקסיד ואפר בתוך חרט יון תגובתי. Etch מו 2 N עם פתרון מבוסס חומצה זרחתית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפברק מסכת המראה המורכבת bilayer Ge / PMMA ידי ספינינג על polymethylmethacrylate (PMMA) ב 5000 סל&quot;ד למשך 30 שניות אפייה זה ב 180 מעלות צלזיוס למשך 2 דקות ואחריו dep אלומת אלקטרוניםosition של גה. גמגום-הפקדת Nb קווי תמסורת ולהרים אצטון (עיין בשלב 1.2 למעט כי photoresist החיובי מוחלף עם PMMA). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ב התגלמות כמה רדיו תדר (RF) גמגום-הפקדה SiO 2, דפוס זה על ידי ספינינג עם photoresist חיובי לחרוט בתמיסה המבוססת הידרופלואורית-חומצה. לאחר מכן, להרים את סרט Nb דק שהופקד גמגום באמצעות מסיכת שיגור photoresist גרמניום / חיובית כמפורט בשלב 1.2. </li></ol> נוהל 2. עבור התקנת צ&#39;יפ מהוד המיקרוגל בחבילת מבחן <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עיצוב ומכונת חבילת מבחן מורכב הזהב (Au) חלל נחושת מצופה (עם בסיס ומכסה) אשר תואם ממדי שבב מהוד, קלט feedline ואת מיקומי פלט. הערה: גודל החלל של הדיור צריכה להיות מוגדר כדי לתמוך בפעולה במצב יחיד עם צימוד טפיל מינימאלי על הלהקה של עניין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עיצוב לפברק-ou אוהד מיקרוגל עכבה מבוקרt לוח 17 לניתוב אותות בין שבב וגרסה תת-מיניאטורות ומחברים (SMA). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס את מחברי SMA לתוך הקלט והפלט של חבילת הבדיקה כדי סיכת המוליך המרכזי מיושרת על משטח מגע לוח אוהד-אאוט המקביל. החל מסכת הלחמה כדי להגן מפני shorting, ולהחיל הלחמה באזור של סיכת המוליך המרכזי. מניחים את החבילה על צלחת חום חם 200 מעלות צלזיוס במשך ~ 5 דקות כדי להמיס את הלחמה. בוא מגניב ולאחר מכן להסיר את מסכת ההלחמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הר שבב המהוד לתוך חלל Au מצופה חבילת נחושת כך רפידות התפוקה לתשומה על שבב feedline קרובות ו מיושר מוליך גל coplanar לוח אוהד-אאוט המקביל קווים (CPW). אבטח את השבב עם קליפים נחושת אשר ליצור קשר בקצות הפינות של השבב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניח מוליכי אג&quot;ח תיל אל בין לוח אוהד החוצה על-שבב רפידות קשר. מניח מספר מרבי (~ 4 במקרה המוצג כאן - ראה <strאונג&gt; איור 4) של ~ 500-600 מיקרומטר ארוך, ~ 250 מיקרומטר-in-גובה אג&quot;ח תיל, כדי לספק התאמה עכבה בין קלט מחבר SMA ו התפוקות ואת feedline על שבב CPW. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר-מליט תיל, עם מודד לבדוק את התנגדות DC בין הפינים במרכז מחברי הקלט ופלט, ובין פין מרכז הקרקע, כדי לאשר יש חיבור חשמל ברחבי שתי סיכות המרכז וחיבור פתוח בין המרכז קו קרקע. </li></ol> נוהל 3. התקנת מהוד מיקרוגל בתוך testbed מיקרוגל קריוגני הליום -3 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הרכב את testbed כפי בתצורה שמוצגת באיור 2, שבו שורה של כבלי SMA מנותבות מ RT לשלב הקר 0.3-K שבו המכשיר יהיה רכוב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התקן נחושת (Cu) ו מוליכי ניוביום-טיטניום (NbTi) כבלים כפי שמוצג באיור 2 לספק אובדן מיקרוגל נמוך, בבמקרה של כבלי NbTi, מוליכות תרמית נמוכה. השתמשו בכבלי NbTi כשבר תרמית בין 2-K ושלבי 0.3-K. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הר טרנזיסטור ניידות קריוגני גבוהים אלקטרוני מגבר (HEMT) בשלב 2-K על שורת הפלט עבור הגברת רעש נמוך בלהקה של מכשיר המהוד ולהתקין סירקולטור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס circulator קריוגני על שורת הפלט בכניסה אל המגבר הזה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הר המכשירים מהוד ארוז על סוגר ובריח לשלב קר 0.3-K. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר מחליש מיקרוגל בצד הקלט של החבילה לספק להפסקה מתאימה וחברו את כבלי SMA המתאימים לקלט מחליש זה ופלט חבילה. ודא כי הפסקות עכבה המבוקרות אלה הם מתאימים היטב והם קרוב ההתקן נבדק ככל האפשר - הם מגדירים את &quot;מטוס כיול מכשיר&quot; (ראה איור 2). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סגור את cryostat. בצע הליך רגיל כדי לקרר את המכשירs ל 0.3 ק </li></ol> נוהל 4. מדידות מהוד מיקרוגל <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את VNA לסריקה רצועת תדרים רחב (10 מגה-הרץ - 8 גיגה-הרץ, עבור המכשיר נחשב כאן) בתדרים עיצוב המכשיר-תחת-מבחן. כוון את עוצמת הכח על VNA לרמות מתאימות המכשיר נבדק (~ -30 dBm, עבור המכשיר נחשב כאן). הערה: ודא שמפלס כוח קלט RF הוא נמוך מספיק כדי לא לחרוג נוכחי הקריטית של מהוד מיקרוגל מוליך feedline מוליכים. ודא שמפלס כוח הוא גבוה מספיק כדי לספק יחס אות לרעש מספיק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כייל את כבלי RF גמישה בהתאם לנוהל השגרתי קצר פתוח טען-Thru (Solt), אם עוקבים אחרי ההוראות תוכנה VNA למצוא במדריך VNA. הכנס ב לקצר, פתוח, הסתיים thru סטנדרטים במוצא של כל אחת כבלי בעלי הגמישות, באיזו דרך מן מנתח רשת וקטור ואשר מאוחר יותר יחובר לכניסהשל cryostat למדידות. כיול זה מגדיר את &quot;מטוס מכשיר התייחסות&quot; (למשל, ראה איור 2). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעקבות זאת כיול Solt, לאמת את הנאמנות של הכיול על ידי המאשר כי השידור, 21 S, עם הקו דרך אתר הקשור נמדד עם VNA, יש שגיאות שיורית נמוכות (כלומר, התגובה היא ב ~ 0 dB רמה ו- S 11 ו- S 22 הם נמוכים, למשל, ≤ -50 dB). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את כבלי בעלי גמישות לקווי קלט ופלט של cryostat. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל למגבר המיקרוגל קריוגני על ידי יישום מתח הטיה DC נדרש כמפורט בתיעוד שסופק על-ידי החברה במשך למגבר המיקרוגל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ראשית, להשלים סריקה wideband של VNA (10 מגה-הרץ - 8 גיגה-הרץ, עבור המכשיר נחשב כאן) כדי לבחון את מבנה הבסיס S 21 ו לחפש כל Q גבוהה חדה &lt;/ Em&gt; מבנים המעידים על תהודת מיקרוגל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר מכן, לצמצם את טווח התדרים (כדי ~ 2 - 4 ג&#39;יגה-רץ, עבור המכשיר נחשב כאן) ולהתאים את מספר נקודות נתונים (~ 30,000 עבור המכשיר נחשב כאן) של VNA לסריקת להקת המהוד. השתמש תדרים רחבים מספיק כדי לספק אורך בסיס נאות בהתקף מאוחר יותר הבסיס הזה לבצע כיול in-situ (ראה דיון במבוא). הערה: בהתאם לרמת הרעש, להגדיל את מספר ממוצע, או לצמצם את רוחב הפס IF לשפר אות לרעש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שמור סריקות נתוני VNA אלה של העברת נתונים המורכבים להגיש תביעה-מדידה פוסט כיול in-situ, וניתוח וסחיט גורמי איכות ותדרי תהודה. 11 </li></ol>

<ol>
	<li>Monfardini, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+N&#233;el+IRAM+KID+Arrays+(NIKA).">The N&#233;el IRAM KID Arrays (NIKA).</a> J. Low Temp. Phys. 167 (5-6), 834-839 (2012).</li><li>Schlaerth, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Status+of+Music:+A+Multicolor+Sub/millimeter+MKID+Instrument.">The Status of Music: A Multicolor Sub/millimeter MKID Instrument.</a> J. Low Temp. Phys. 167 (3-4), 347-353 (2012).</li><li>Swenson, L. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MAKO:+a+pathfinder+instrument+for+on-sky+demonstration+of+low-cost+350+micron+imaging+arrays.">MAKO: a pathfinder instrument for on-sky demonstration of low-cost 350 micron imaging arrays.</a> Proc. SPIE. 8452, 84520P (2012).</li><li>Mazin, B. A., Bumble, B., Meeker, S. R., O'Brien, K., McHugh, S., Langman, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+superconducting+focal+plane+array+for+ultraviolet,+optical,+and+near-infrared+astrophysics.">A superconducting focal plane array for ultraviolet, optical, and near-infrared astrophysics.</a> Opt. Express. 20 (2), 1503-1511 (2012).</li><li>Mazin, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Microwave Kinetic Inductance Detectors. , (2005).</li><li>McHugh, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+readout+for+large+arrays+of+Microwave+Kinetic+Inductance+Detectors.">A readout for large arrays of Microwave Kinetic Inductance Detectors.</a> Rev. Sci. Instrum. 83 (4), 044702 (2012).</li><li>Mazin, B. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ARCONS:+A+2024+Pixel+Optical+through+Near-IR+Cryogenic+Imaging+Spectrophotometer.">ARCONS: A 2024 Pixel Optical through Near-IR Cryogenic Imaging Spectrophotometer.</a> Publ. Astron. Soc. Pac. 123 (933), 1348-1361 (2013).</li><li>Zmuidzinas, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Superconducting+Microresonators:+Physics+and+Applications.">Superconducting Microresonators: Physics and Applications.</a> Annu. Rev. Condens. Matter Phys. 3, 169-214 (2012).</li><li>Vijay, R., Slichter, D. H., Siddiqi, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Observation+of+Quantum+Jumps+in+a+Superconducting.">Observation of Quantum Jumps in a Superconducting.</a> Artificial Atom. Phys. Rev. Lett. 106 (11), 110502 (2011).</li><li>Krupka, J., Derzakowski, K., Tobar, M., Hartnett, J., Geyer, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Complex+permittivity+of+some+ultralow+loss+dielectric+crystals+at+cryogenic+temperatures.">Complex permittivity of some ultralow loss dielectric crystals at cryogenic temperatures.</a> Meas. Sci. Technology. 10 (5), 387-392 (1999).</li><li>Cataldo, G., Wollack, E. J., Barrentine, E. M., Brown, A. D., Moseley, S. H., U-Yen, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+and+calibration+techniques+for+superconducting+resonators.">Analysis and calibration techniques for superconducting resonators.</a> Rev. Sci. Instrum. 86 (1), 013103 (2015).</li><li>Russell, D., Cleary, K., Reeves, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cryogenic+probe+station+for+on-wafer+characterization+of+electrical+devices.">Cryogenic probe station for on-wafer characterization of electrical devices.</a> Rev. Sci. Instrum. 83 (4), 044703 (2012).</li><li>Ranzani, L., Spietz, L., Popovic, Z., Aumentado, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two-port+microwave+calibration+at+millikelvin+temperatures.">Two-port microwave calibration at millikelvin temperatures.</a> Rev. Sci. Instrum. 84 (3), 034704 (2013).</li><li>Patel, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+MKIDS+for+the+MicroSpec+Spectrometer.">Fabrication of MKIDS for the MicroSpec Spectrometer.</a> IEEE Trans. Appl. Supercond. 23 (3), 2400404 (2013).</li><li>Brown, A., Patel, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-Precision+Thin+Film+Metal+Liftoff+Technique.">High-Precision Thin Film Metal Liftoff Technique.</a> , (2015).</li><li>Laermer, F., Schlip, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Method+of+anisotropically+etching+silicon.">Method of anisotropically etching silicon.</a> , (1996).</li><li>Chen, D., Wang, Q., Shen, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+broadband+microstrip-to-CPW+transition.">A broadband microstrip-to-CPW transition.</a> APMC 2005. Asian-Pac. Conf. Proc. 2 (4), (2005).</li><li>Fano, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sullo+spettro+di+assorbimento+dei+gas+nobili+presso+il+limite+dello+spettro+d'arco.">Sullo spettro di assorbimento dei gas nobili presso il limite dello spettro d'arco.</a> Il Nuovo Cimento. 12 (3), 154-161 (1935).</li><li>Fano, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+Configuration+Interaction+on+Intensities+and+Phase+Shifts.">Effects of Configuration Interaction on Intensities and Phase Shifts.</a> Phys. Rev. 124 (6), 1866-1878 (1961).</li><li>Marquezini, M. V., Kner, P., Bar-Ad, S., Tignon, J., Chemla, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Density+dependence+of+the+spectral+dielectric+function+across+a+Fano+resonance.">Density dependence of the spectral dielectric function across a Fano resonance.</a> Phys. Rev. B. 57 (7), 3745-3748 (1998).</li><li>Singh, R., Al-Naib, I., Cao, W., Rockstuhl, C., Koch, M., Zhang, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Fano+Resonance+in+Symmetry+Broken+Terahertz+Metamaterials.">The Fano Resonance in Symmetry Broken Terahertz Metamaterials.</a> IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol. 3 (6), 820-826 (2013).</li><li>Giannini, V., Francescano, Y., Amrania, H., Phillips, C. C., Maier, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fano+Resonances+in+Nanoscale+Plasmonic+Systems:+A+Parameter-Free+Modeling+Approach.">Fano Resonances in Nanoscale Plasmonic Systems: A Parameter-Free Modeling Approach.</a> Nano Lett. 11 (7), 2835-2840 (2011).</li><li>O'Connell, A. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microwave+Dielectric+Loss+at+Single+Photon+Energies+and+Millikelvin+Temperatures.">Microwave Dielectric Loss at Single Photon Energies and Millikelvin Temperatures.</a> Appl. Phys. Lett. 92 (11), 112903 (2008).</li><li>Weber, S. J., Murch, K. W., Slichter, D. H., Vijay, R., Siddiqi, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single+Crystal+Silicon+Capacitor+with+Low+Microwave+Loss+in+the+Single+Photon+Regime.">Single Crystal Silicon Capacitor with Low Microwave Loss in the Single Photon Regime.</a> Appl. Phys. Lett. 98 (17), 172510 (2011).</li><li>Cataldo, G., Hsieh, W. T., Huang, W. C., Moseley, S. H., Stevenson, T. R., Wollack, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micro-Spec:+an+ultracompact,+high-sensitivity+spectrometer+for+far-infrared+and+submillimeter+astronomy.">Micro-Spec: an ultracompact, high-sensitivity spectrometer for far-infrared and submillimeter astronomy.</a> Appl. Opt. 53 (6), 1094-1102 (2014).</li></ol>

החוקרים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.

תהליך הייצור חד להעיף מספק אמצעי למימוש תהודה מוליכה משני צידי מצע Si 0.45 מיקרומטר יחיד גביש דק. אפשר להיות מוטיבציה להשתמש דיאלקטרי Si יחיד גביש כי יש לו יותר מאשר בסדר גודל ההפסד הנמוך מ דיאלקטריים שהופקדו (כגון Si 3 N 4) עם בסיפורי מעשיות הפסד בטווח 4.0-6.5 ג&#39;יג...

התקדמות מכשור אסטרופיסיקאליות לאחרונה הציגה תהודת מיקרוגל מוליכים לצורך זיהוי של אור אינפרא אדום 1 -. 4 מהוד מוליך יגיב לקרינה אינפרא אדום אנרגית E = HV&gt; 2Δ (כאשר h הוא, v הקבוע פלאנק הוא תדר קרינת Δ הוא אנרגית הפער המוליכה). כאשר המהוד הוא מקורר לטמפרטורה היטב מתחת לטמפרטורת המוליך הקריטית, קרינת האירוע הזה שובר זוגות קופר בהיקף המהוד ומייצרת את ריגושים קוואזי-חלקיק. הגידול בצפיפות של ריגושים קוואזי-חלקיק משנה את ההשראות הקינטית, וכך עכבת המשטח המורכבת של המוליך. בתגובה אופטית זה הוא ציין גם שינוי תדר התהודה לתדר נמוך וירידת גורם האיכות של המהוד. בתכנית לקריאה החוצה הקנונית עבור ומקןה מיקרוגלהשראות גלאי טיק (MKID), המהוד הוא מצמיד את feedline מיקרוגל אחד מפקח על השידור המורכב באמצעות feedline הזה צליל בתדר מיקרוגל יחיד על תהודה. כאן, התגובה האופטית הוא ציין כשינוי הוא האמפליטודה והפאזה של שידור 5 (איור 1). תוכניות ריבוב תדרים-תחום מסוגלים לקרוא את מערך של אלפי תהודה. 6-7 כדי לעצב בהצלחה וליישם-מהוד מוליך מבוססי מכשור, את המאפיינים של מבני התהודה האלה צריכים להיות מאופיינים בדייקנות וביעילות. לדוגמא, מדידות המדויקות של מאפייני הרעש, איכות גורמי Q, תדרי תהודה (כולל התלות בטמפרטורה שלהם) ואפיין תגובה אופטיים של תהודת מוליך הם רצויות בהקשר של פיזיקת תקן MKID, מחשוב קוונטים 8, 9 והקביעה נמוכה teחומרי mperature נכסים. 10 בכל המקרים הללו, מדידת פרמטרי פיזור שידור המורכב של המעגל היא רצויה. עבודה זו מתרכזת קביעת מקדם העברת הקומפלקס של המהוד, S 21, המשרעת והפאזה אשר ניתן למדוד עם מנתח רשת וקטור (VNA). באופן אידיאלי, מטוס התייחסות VNA (או יציאת בדיקה) יהיה מחובר ישירות למכשיר נבדק (DUT), אבל הגדרה קריוגני בדרך כלל מחייבת שימוש של מבני קו תמסורת נוספים לממש הפסקה תרמית בין RT (~ 300 K) ו בשלב קר (~ 0.3 K בעבודה זו, ראה איור יור 2). רכיבי מיקרוגל נוספים כגון מצמדים כיווניים, circulators, מבודד, מגברים, מנחתים, וכבלים מקשרים הקשורים עשויים להיות נחוצים כדי להכין כראוי, לרגש, הקריא והטיית המכשיר של עניין. המהירות הפאזה ומהירת ממדי רכיבים אלה משתנים כאשר קירור מחדר בקירור, ולכן הם משפיעים על התגובה שנצפתה מטוס כיול מכשיר. רכיבים להתערב אלה בין המכשיר לבין שפעת מטוס כיול מכשיר הרווח המורכב צריכים להיות היוו כראוי עבור בפרשנות של התגובה המדודה. 11 בתיאוריה, תוכנית נדרשת אשר מפרטת את המטוס התייחסות מדידה, זהה לזו המועסקים במהלך הכיול, על הנבדק. כדי להשיג יעד זה, אפשר למדוד את סטנדרטי הכיול מעל מגניבות ומורדות מרובות; עם זאת, זה מציב מגבלות על יציבות VNA ואת הדירות של המכשיר קריוגני, אשר קשה להשיג. כדי למתן את החששות האלה, אפשר למקם את הסטנדרטים הנדרשים בסביבת הבדיקה המקוררת ולעבור ביניהם. זהו, למשל, בדומה למה שנמצא בתחנות בדיקת מיקרוגל, שבו הסטנדרטים המדגמים וכיול הם מקוררים 4 K ידי זרימת הליום נוזלית רציפה או מערכת קירור סגור מחזור. 12 שיטה זו הודגמה בטמפרטורות תת-קלווין אבל דורשים מתג מיקרוגל צריכת חשמל נמוך, בעל ביצועים גבוהים ב מבחן להקה של עניין. 13 הליך כיול in-situ ולכן הוא רצוי המהווה את תגובת השידור אינסטרומנטלי בין מטוס התייחסות VNA ומטוס כיול מכשיר (איור יור 2) ו המתגבר על המגבלות של השיטות שתוארו לעיל. שיטת כיול קריוגני זה, הוצג ונדון בהרחבת Cataldo et al. 11, מאפשרת לאפיין תהודה מרובה על פני טווח תדרים רחב לעומת רוחב קו המהוד וריווח-מהוד היתר עם ​​דיוק של ~ 1%. מאמר זה יתמקד הפרטים של ייצור המדגם הכנהתהליכי aration, נהלי הגדרה ומדידת בדיקה ניסיוניים להשתמש בם כדי לאפיין תהודת מיקרוגל מוליכים בגיאומטריות קו מישוריים. 11

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="715">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Microposit S-1811 Photoresist</td>
			<td style="width:111px;">Shipley</td>
			<td style="width:187px;"></td>
			<td style="width:201px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">BCB</td>
			<td style="width:111px;">Dow</td>
			<td style="width:187px;"></td>
			<td style="width:201px;">3022-35</td>
		</tr>
		<tr height="45">
			<td height="45" style="height:45px;width:216px;">SOI wafers</td>
			<td style="width:111px;">SOITec</td>
			<td style="width:187px;"></td>
			<td style="width:201px;">Fabricated with SmartCutTM process</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Mo</td>
			<td style="width:111px;">Kamis</td>
			<td style="width:187px;"></td>
			<td style="width:201px;">99.99%</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Nb</td>
			<td style="width:111px;">Kamis</td>
			<td style="width:187px;"></td>
			<td style="width:201px;">99.95% (excludes Ta)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">E-6 metal etch w/AES</td>
			<td style="width:111px;">Fujifilm</td>
			<td style="width:187px;"></td>
			<td style="width:201px;">CPG Grade</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Acetone</td>
			<td style="width:111px;">JT Baker</td>
			<td style="width:187px;">9005-05</td>
			<td style="width:201px;">CMOS Grade</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">HF dip (1:10)</td>
			<td style="width:111px;">JT Baker</td>
			<td style="width:187px;">5397-03</td>
			<td style="width:201px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">PMMA</td>
			<td style="width:111px;">Microchem</td>
			<td style="width:187px;"></td>
			<td style="width:201px;">950 PMMA A2</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">GE 7031</td>
			<td style="width:111px;">General Electric</td>
			<td style="width:187px;"></td>
			<td style="width:201px;">Low-temperature adhesive</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Cryogenic Microwave Amplifier</td>
			<td style="width:111px;">MITEQ</td>
			<td>AF S3-02000400-08-CR-4</td>
			<td style="width:201px;">2-4 GHz, gain ~30dB</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">NbTi Semi-rigid SMA cables</td>
			<td style="width:111px;">Coax. Co.</td>
			<td style="width:187px;">SC-086/50-NbTi-NbTi</td>
			<td style="width:201px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Circulator</td>
			<td>PamTech</td>
			<td>CTD1229K</td>
			<td style="width:201px;">return loss &#62; -20 dB from 2-4 GHz</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">RF attenuator</td>
			<td>Weinschel</td>
			<td>Model-4M</td>
			<td style="width:201px;">7 dB attenuation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Flexible SMA cables</td>
			<td style="width:111px;">Teledyne-Storm</td>
			<td>R94-240</td>
			<td style="width:201px;">ACCU-TEST</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Vector Network Analyzer</td>
			<td style="width:111px;">Agilent</td>
			<td>N5242A PNA-X</td>
			<td style="width:201px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Liquid He-4 cryogen</td>
			<td>Praxair&#160;</td>
			<td style="width:187px;"></td>
			<td style="width:201px;"></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:216px;">Liquid N2 cryogen</td>
			<td style="width:111px;">Praxair&#160;</td>
			<td style="width:187px;"></td>
			<td style="width:201px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fabrication and characterization of superconducting resonators

תהודת מיקרוגל מוליכים הן בעלי העניין עבור מגוון רחב של יישומים, כולל לשימושם גלאי השראות הקינטית מיקרוגל (MKIDs) לצורך זיהוי של חתימות אסטרופיסיקאליות קלושות, כמו גם עבור יישומי מחשוב קוונטים ואפיון חומרים. במאמר זה, נהלים מוצגים עבור הייצור והאפיון של תהודת מיקרוגל מוליך סרט דק. המתודולוגיה הייצור מאפשרת למימוש מוליכי תהודה-קו תמסורת עם תכונות משני הצדדים של דיאלקטרי סיליקון יחיד גביש חלקה אטומית. עבודה זו מתארת ​​את הליך ההתקנה של התקני מהוד לתוך testbed מיקרוגל קריוגני ועבור מגניבים למטה מתחת לטמפרטורת מעבר מוליך. הסט-אפ של testbed מיקרוגל קריוגני מאפשר לאדם לעשות מדידות זהירות של שידור המיקרוגל המורכב של מכשירי מהוד אלה, מה שמאפשר את המיצוי של properties של קווים מוליכי ואת מצע דיאלקטרי (למשל, גורמי איכות פנימיות, אובדן ושברי השראות קינטית), אשר חשובים בעיצוב ביצועי מכשיר.

התגובה של מהוד N חצי גל מו 2 (איור 5) מפוברק על דיאלקטרי סיליקון 0.45 מיקרומטר יחיד גביש היה תוקף עם מתודולוגיה זו. במקרה זה, צימוד מוליך גל coplanar Nb (CPW) feedline עבור לקריאה החוצה מושג באמצעות צימוד קיבולים באמצעות דיאלקטרי SiO 2 גמגום-שהופק?...

Watch this Scientific Journal Video about Fabrication and Characterization of Superconducting Resonators at JoVE.com

Fabrication and Characterization of Superconducting Resonators

תהודת מיקרוגל מוליכים הם עניין לגילוי ואפיון חומרי יישומי מחשוב אור, קוונטים. עבודה זו מציגה נוהל מפורט ייצור ואפיון פרמטרי פיזור מהוד מיקרוגל מוליכים.

ייצור ואפיון של מהודי מוליכים

Superconducting microwave resonators are of interest for a wide range of applications, including for their use as microwave kinetic inductance detectors ...

fabrication-and-characterization-of-superconducting-resonators

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Electrical Engineering

Physics

Engineering

Unit 1

Transmission Line Parameters

Inductance

SCIENTISTS IN ACTION

10.3K Views.  NASA Goddard Space Flight Center.  תהודת מיקרוגל מוליכים הם עניין לגילוי ואפיון חומרי יישומי מחשוב אור, קוונטים. עבודה זו מציגה נוהל מפורט ייצור ואפיון פרמטרי פיזור מהוד מיקרוגל מוליכים. 

Video: Fabrication and Characterization of Superconducting Resonators

Simulation, Fabrication and Characterization of THz Metamaterial Absorbers

Metamaterials (MM), artificial materials engineered to have properties that may not be found in nature, have been widely explored since the first theoretical1 and experimental demonstration2 of their unique properties. MMs can provide a highly controllable electromagnetic response, and to date have been demonstrated in every technologically relevant spectral range including the optical3, near IR4, mid IR5 , THz6 , mm-wave7 , microwave8 and radio9 bands. Applications include perfect lenses10, sensors11, telecommunications12, invisibility cloaks13 and filters14,15. We have recently developed single band16, dual band17 and broadband18 THz metamaterial absorber devices capable of greater than 80% absorption at the resonance peak. The concept of a MM absorber is especially important at THz frequencies where it is difficult to find strong frequency selective THz absorbers19. In our MM absorber the THz radiation is absorbed in a thickness of ~ &lambda;/20, overcoming the thickness limitation of traditional quarter wavelength absorbers. MM absorbers naturally lend themselves to THz detection applications, such as thermal sensors, and if integrated with suitable THz sources (e.g. QCLs), could lead to compact, highly sensitive, low cost, real time THz imaging systems.

This protocol outlines the simulation, fabrication and characterization of THz metamaterial absorbers. Such absorbers, when coupled with an appropriate sensor, have applications in THz imaging and spectroscopy.

סימולציה, ייצור ואפיון של בולמי metamaterial THz

Metamaterials (MM),  artificial materials engineered to have properties that may not be found in  nature, have been widely explored since the first ...

Fabrication And Characterization Of Photonic Crystal Slow Light Waveguides And Cavities

Slow light has been one of the hot topics in the photonics community in the past decade, generating great interest both from a fundamental point of view and for its considerable potential for practical applications. Slow light photonic crystal waveguides, in particular, have played a major part and have been successfully employed for delaying optical signals1-4 and the enhancement of both linear5-7 and nonlinear devices.8-11
Photonic crystal cavities achieve similar effects to that of slow light waveguides, but over a reduced band-width. These cavities offer high Q-factor/volume ratio, for the realization of optically12 and electrically13 pumped ultra-low threshold lasers and the enhancement of nonlinear effects.14-16 Furthermore, passive filters17 and modulators18-19 have been demonstrated, exhibiting ultra-narrow line-width, high free-spectral range and record values of low energy consumption.
To attain these exciting results, a robust repeatable fabrication protocol must be developed. In this paper we take an in-depth look at our fabrication protocol which employs electron-beam lithography for the definition of photonic crystal patterns and uses wet and dry etching techniques. Our optimised fabrication recipe results in photonic crystals that do not suffer from vertical asymmetry and exhibit very good edge-wall roughness. We discuss the results of varying the etching parameters and the detrimental effects that they can have on a device, leading to a diagnostic route that can be taken to identify and eliminate similar issues.
The key to evaluating slow light waveguides is the passive characterization of transmission and group index spectra. Various methods have been reported, most notably resolving the Fabry-Perot fringes of the transmission spectrum20-21 and interferometric techniques.22-25 Here, we describe a direct, broadband measurement technique combining spectral interferometry with Fourier transform analysis.26 Our method stands out for its simplicity and power, as we can characterise a bare photonic crystal with access waveguides, without need for on-chip interference components, and the setup only consists of a Mach-Zehnder interferometer, with no need for moving parts and delay scans.
When characterising photonic crystal cavities, techniques involving internal sources21 or external waveguides directly coupled to the cavity27 impact on the performance of the cavity itself, thereby distorting the measurement. Here, we describe a novel and non-intrusive technique that makes use of a cross-polarised probe beam and is known as resonant scattering (RS), where the probe is coupled out-of plane into the cavity through an objective. The technique was first demonstrated by McCutcheon et al.28 and further developed by Galli et al.29

Use of photonic crystal slow light waveguides and cavities has been widely adopted by the photonics community in many differing applications. Therefore fabrication and characterization of these devices are of great interest. This paper outlines our fabrication technique and two optical characterization methods, namely: interferometric (waveguides) and resonant scattering (cavities).

ייצור ואפיון של מנחי גלים פוטוניים Crystal להאט את האור וחללים

Slow light has been one of the hot topics in the photonics community in the past decade, generating great interest both from a fundamental point of view ...

Microwave Photonics Systems Based on Whispering-gallery-mode Resonators

Microwave photonics systems rely fundamentally on the interaction between microwave and optical signals. These systems are extremely promising for various areas of technology and applied science, such as aerospace and communication engineering, sensing, metrology, nonlinear photonics, and quantum optics. In this article, we present the principal techniques used in our lab to build microwave photonics systems based on ultra-high Q whispering gallery mode resonators. First detailed in this article is the protocol for resonator polishing, which is based on a grind-and-polish technique close to the ones used to polish optical components such as lenses or telescope mirrors. Then, a white light interferometric profilometer measures surface roughness, which is a key parameter to characterize the quality of the polishing. In order to launch light in the resonator, a tapered silica fiber with diameter in the micrometer range is used. To reach such small diameters, we adopt the "flame-brushing" technique, using simultaneously computer-controlled motors to pull the fiber apart, and a blowtorch to heat the fiber area to be tapered. The resonator and the tapered fiber are later approached to one another to visualize the resonance signal of the whispering gallery modes using a wavelength-scanning laser. By increasing the optical power in the resonator, nonlinear phenomena are triggered until the formation of a Kerr optical frequency comb is observed with a spectrum made of equidistant spectral lines. These Kerr comb spectra have exceptional characteristics that are suitable for several applications in science and technology. We consider the application related to ultra-stable microwave frequency synthesis and demonstrate the generation of a Kerr comb with GHz intermodal frequency.

The customized techniques developed in our lab to build microwave photonics systems based on ultra-high Q whispering gallery mode resonators are presented. The protocols to obtain and characterize these resonators are detailed, and an explanation of some of their applications in microwave photonics is given.

מיקרוגל Photonics מערכות המבוססות על מהודי לחישות-גלריה של מצב

Microwave photonics systems rely fundamentally on the interaction between microwave and optical signals. These systems are extremely promising for various ...

Design, Fabrication, and Experimental Characterization of Plasmonic Photoconductive Terahertz Emitters

In this video article we present a detailed demonstration of a highly efficient method for generating terahertz waves. Our technique is based on photoconduction, which has been one of the most commonly used techniques for terahertz generation 1-8. Terahertz generation in a photoconductive emitter is achieved by pumping an ultrafast photoconductor with a pulsed or heterodyned laser illumination. The induced photocurrent, which follows the envelope of the pump laser, is routed to a terahertz radiating antenna connected to the photoconductor contact electrodes to generate terahertz radiation. Although the quantum efficiency of a photoconductive emitter can theoretically reach 100%, the relatively long transport path lengths of photo-generated carriers to the contact electrodes of conventional photoconductors have severely limited their quantum efficiency. Additionally, the carrier screening effect and thermal breakdown strictly limit the maximum output power of conventional photoconductive terahertz sources. To address the quantum efficiency limitations of conventional photoconductive terahertz emitters, we have developed a new photoconductive emitter concept which incorporates a plasmonic contact electrode configuration to offer high quantum-efficiency and ultrafast operation simultaneously. By using nano-scale plasmonic contact electrodes, we significantly reduce the average photo-generated carrier transport path to photoconductor contact electrodes compared to conventional photoconductors 9. Our method also allows increasing photoconductor active area without a considerable increase in the capacitive loading to the antenna, boosting the maximum terahertz radiation power by preventing the carrier screening effect and thermal breakdown at high optical pump powers. By incorporating plasmonic contact electrodes, we demonstrate enhancing the optical-to-terahertz power conversion efficiency of a conventional photoconductive terahertz emitter by a factor of 50 10.

We describe methods for the design, fabrication, and experimental characterization of plasmonic photoconductive emitters, which offer two orders of magnitude higher terahertz power levels compared to conventional photoconductive emitters.

עיצוב, ייצור, וניסויית אפיון של פולטי Terahertz פוטו Plasmonic

In this video article we present a detailed demonstration of a highly efficient method for generating terahertz waves. Our technique is based on ...

Fabrication and Characterization of Disordered Polymer Optical Fibers for Transverse Anderson Localization of Light

We develop and characterize a disordered polymer optical fiber that uses transverse Anderson localization as a novel waveguiding mechanism. The developed polymer optical fiber is composed of 80,000 strands of poly (methyl methacrylate) (PMMA) and polystyrene (PS) that are randomly mixed and drawn into a square cross section optical fiber with a side width of 250 &mu;m. Initially, each strand is 200 &mu;m in diameter and 8-inches long. During the mixing process of the original fiber strands, the fibers cross over each other; however, a large draw ratio guarantees that the refractive index profile is invariant along the length of the fiber for several tens of centimeters. The large refractive index difference of 0.1 between the disordered sites results in a small localized beam radius that is comparable to the beam radius of conventional optical fibers. The input light is launched from a standard single mode optical fiber using the butt-coupling method and the near-field output beam from the disordered fiber is imaged using a 40X objective and a CCD camera. The output beam diameter agrees well with the expected results from the numerical simulations. The disordered optical fiber presented in this work is the first device-level implementation of 2D Anderson localization, and can potentially be used for image transport and short-haul optical communication systems.

We develop and characterize a disordered polymer optical fiber that uses transverse Anderson localization as a novel waveguiding mechanism. This microstructured fiber can transport a small localized beam with a radius that is comparable to the beam radius of conventional optical fibers.

ייצור ואפיון של סיבים אופטיים הפרעות פולימר ללוקליזציה רוחבית אנדרסון אור

We develop and characterize a disordered polymer optical fiber that uses transverse Anderson localization as a novel waveguiding mechanism. The developed ...

Fabrication and Testing of Microfluidic Optomechanical Oscillators

Cavity optomechanics experiments that parametrically couple the phonon modes and photon modes have been investigated in various optical systems including microresonators. However, because of the increased acoustic radiative losses during direct liquid immersion of optomechanical devices, almost all published optomechanical experiments have been performed in solid phase. This paper discusses a recently introduced hollow microfluidic optomechanical resonator. Detailed methodology is provided to fabricate these ultra-high-Q microfluidic resonators, perform optomechanical testing, and measure radiation pressure-driven breathing mode and SBS-driven whispering gallery mode parametric vibrations. By confining liquids inside the capillary resonator, high mechanical- and optical- quality factors are simultaneously maintained.

Parametric optomechanical excitations have recently been experimentally demonstrated in microfluidic optomechanical resonators by means of optical radiation pressure and stimulated Brillouin scattering. This paper describes the fabrication of these microfluidic resonators along with methodologies for generating and verifying optomechanical oscillations.

ייצור ובדיקה של מתנדים optomechanical Microfluidic

Cavity optomechanics experiments that parametrically couple the phonon modes and photon modes have been investigated in various optical systems including ...

Patterning via Optical Saturable Transitions - Fabrication and Characterization

This protocol describes the fabrication and characterization of nanostructures using a novel nanolithographic technique called Patterning via Optical Saturable Transitions (POST). In this technique the chemical properties of organic photochromic molecules that undergo single-photon reactions are exploited, enabling rapid top-down nanopatterning over large areas at low light intensities, thereby, allowing for the circumvention of the far-field diffraction barrier.4 Simple, cost-effective, high throughput and resolution alternatives to nanopatterning are being explored, such as, two-photon polymerization5,6, beam pen lithography (BPL)7, scanning electron beam lithography (SEBL), and focused ion beam (FIB) patterning. However, multi-photon approaches require high light intensities, which limit their potential for high throughput and offer low image contrast. Although, electron and ion beam lithographic processes offer increased resolution, the serial nature of the process is limited to slow writing speeds, which also prevents patterning of features over large areas. Beam-pen lithography is an approach towards parallel near-field optical lithography. However, the gap between the source of the beam and the surface of the photoresist needs to be controlled extremely precisely for good pattern uniformity and this is very challenging to accomplish for large arrays of beams. Patterning via Optical Saturable Transitions (POST) is an alternative optical nanopatterning technique for patterning sub-wavelength features1-3. Since this technique uses single photons instead of electrons, it is extremely fast and does not require high light intensities1-3, opening the door to massive parallelization.

We report that the diffraction limit of conventional optical lithography can be overcome by exploiting the transitions of organic photochromic derivatives induced by their photoisomerization at low light intensities.1-3 This paper outlines our fabrication technique and two locking mechanisms, namely: dissolution of one photoisomer and electrochemical oxidation.

דפוסים באמצעות מעברי Saturable אופטיים - ייצור ואפיון

This protocol describes the fabrication and characterization of nanostructures using a novel nanolithographic technique called Patterning via Optical ...

Ohmic Contact Fabrication Using a Focused-ion Beam Technique and Electrical Characterization for Layer Semiconductor Nanostructures

Layer semiconductors with easily processed two-dimensional (2D) structures exhibit indirect-to-direct bandgap transitions and superior transistor performance, which suggest a new direction for the development of next-generation ultrathin and flexible photonic and electronic devices. Enhanced luminescence quantum efficiency has been widely observed in these atomically thin 2D crystals. However, dimension effects beyond quantum confinement thicknesses or even at the micrometer scale are not expected and have rarely been observed. In this study, molybdenum diselenide (MoSe2) layer crystals with a thickness range of 6-2,700 nm were fabricated as two- or four-terminal devices. Ohmic contact formation was successfully achieved by the focused-ion beam (FIB) deposition method using platinum (Pt) as a contact metal. Layer crystals with various thicknesses were prepared through simple mechanical exfoliation by using dicing tape. Current-voltage curve measurements were performed to determine the conductivity value of the layer nanocrystals. In addition, high-resolution transmission electron microscopy, selected-area electron diffractometry, and energy-dispersive X-ray spectroscopy were used to characterize the interface of the metal&#8211;semiconductor contact of the FIB-fabricated MoSe2 devices. After applying the approaches, the substantial thickness-dependent electrical conductivity in a wide thickness range for the MoSe2-layer semiconductor was observed. The conductivity increased by over two orders of magnitude from 4.6 to 1,500 &#937;&#8722;1 cm&#8722;1, with a decrease in the thickness from 2,700 to 6 nm. In addition, the temperature-dependent conductivity indicated that the thin MoSe2 multilayers exhibited considerably weak semiconducting behavior with activation energies of 3.5-8.5 meV, which are considerably smaller than those (36-38 meV) of the bulk. Probable surface-dominant transport properties and the presence of a high surface electron concentration in MoSe2 are proposed. Similar results can be obtained for other layer semiconductor materials such as MoS2 and WS2.

We describe the approaches for the device fabrication and electrical characterization of molybdenum diselenide (MoSe2) layer semiconductor nanostructures with different thicknesses. In addition, the fabrication of ohmic contacts for MoSe2-layer nanocrystals by the focused-ion beam deposition method using platinum (Pt) as a contact metal is described.

ייצור לתקשר ohmic בטכניקה ממוקד-אלומת יונים וחשמל אפיון לשכבת מבני ננו מוליך למחצה

Layer semiconductors with easily processed two-dimensional (2D) structures exhibit indirect-to-direct bandgap transitions and superior transistor ...

Printing Fabrication of Bulk Heterojunction Solar Cells and In Situ Morphology Characterization

Polymer-based materials hold promise as low-cost, flexible efficient photovoltaic devices. Most laboratory efforts to achieve high performance devices have used devices prepared by spin coating, a process that is not amenable to large-scale fabrication. This mismatch in device fabrication makes it difficult to translate quantitative results obtained in the laboratory to the commercial level, making optimization difficult. Using a mini-slot die coater, this mismatch can be resolved by translating the commercial process to the laboratory and characterizing the structure formation in the active layer of the device in real time and in situ as films are coated onto a substrate. The evolution of the morphology was characterized under different conditions, allowing us to propose a mechanism by which the structures form and grow. This mini-slot die coater offers a simple, convenient, material efficient route by which the morphology in the active layer can be optimized under industrially relevant conditions. The goal of this protocol is to show experimental details of how a solar cell device is fabricated using a mini-slot die coater and technical details of running in situ structure characterization using the mini-slot die coater.

Printing Fabrication of Bulk Heterojunction Solar Cells and In Situ Morphology Characterization

Here, we present a protocol to fabricate organic thin film solar cells using a mini-slot die coater and related in-line structure characterizations using synchrotron scattering techniques.

ייצור הדפסת תאים סולריים heterojunction הגורף<em&gt; באתרו</em&gt; אפיון מורפולוגיה

Polymer-based materials hold promise as low-cost, flexible efficient photovoltaic devices. Most laboratory efforts to achieve high performance devices ...

Stimulated Stokes and Antistokes Raman Scattering in Microspherical Whispering Gallery Mode Resonators

Dielectric microspheres can confine light and sound for a length of time through high quality factor whispering gallery modes (WGM). Glass microspheres can be thought as a store of energy with a huge variety of applications: compact laser sources, highly sensitive biochemical sensors and nonlinear phenomena. A protocol for the fabrication of both the microspheres and coupling system is given. The couplers described here are tapered fibers. Efficient generation of nonlinear phenomena related to third order optical non-linear susceptibility &#935;(3) interactions in triply resonant silica microspheres is presented in this paper. The interactions here reported are: Stimulated Raman Scattering (SRS), and four wave mixing processes comprising Stimulated Anti-stokes Raman Scattering (SARS). A proof of the cavity-enhanced phenomenon is given by the lack of correlation among the pump, signal and idler: a resonant mode has to exist in order to obtain the pair of signal and idler. In the case of hyperparametric oscillations (four wave mixing and stimulated anti-stokes Raman scattering), the modes must fulfill the energy and momentum conservation and, last but not least, have a good spatial overlap.

Efficient generation of nonlinear phenomena related to third order optical non-linear susceptibility &#935;(3) interactions in triply resonant silica microspheres is presented in this paper. The interactions here reported are: Stimulated Raman Scattering (SRS), and four wave mixing processes comprising Stimulated Anti-stokes Raman Scattering (SARS).

המאולץ סטוקס Antistokes פיזור ראמאן ב Microspherical Whispering גלרית מצב מההודים

Dielectric microspheres can confine light and sound for a length of time through high quality factor whispering gallery modes (WGM). Glass microspheres ...