利用共平面波導測量量子線陣列的微波特性

Using coplanar wave guide to probe microwave property of quantu

m wire arrays. 指導教授 :孫允武

研究生：吳俊毅2007/7/10

簡介

1993 - L.W.Engel. [1]

第一個使用共平面波導的測量裝置

第一個使用共平面波導的測量裝置測量結果

樣品

實驗樣品

11 -2 5 2 -1 -11.2 10 , 1.5 10sn cm cm V s

過去測量數據

樣品接線及封裝

-2 0 2 4 6 8 10 12 14-60

-50

-40

-30

-20

-10

-2 0 2 4 6 8 10 12 14

-20

-10

0

S11

-2 0 2 4 6 8 10 12 14-60

-50

-40

-30

-20

-10

S22

S12

S21

dB

-2 0 2 4 6 8 10 12 14

-20

-10

0

Frequency(GHz)

超低功率微波 PLL 系統

取樣閘時序脈衝提供電路 (Pulse generating circuit for gating, PGCG)

線路配置

線路測試 -VNA

0

0

Z Z

Z Z

線路測試 -TDR/TDT

[20]

長時間測試 PLL 系統

R j L G j C

0 0

0 0

z z

z z

V z V e V e

I z I e I e

Coplanar WaveguideCPW 原理

20

20

Re Im

Re [ ]

Im [ ]

D eff

D eff

j j

d SZ

d SZ

CPW 製程示意圖

25

112

3.2 104116

GaAs/InGaAs15.95 10

cmLM v s

ncm

25

112

4.16 104374

GaAs/AlGaAs11.27 10

cmLM v s

ncm

22

112

24

112

3.03 10

13.55 104406

InAlAs/InGaAs8.67 10

12.75 10

cm

v s I wire

nLM cm

cm

v s I wire

ncm

樣品

LM4374c3量測數據 [8]

LM4116 於

Dilution refrigerator system

量測數據 [7] 5.005508GHz

LM4406C3 LM4406C4

只測試同軸纜線

加入 LM4405C3 樣品後

只測試同軸纜線

加入 LM4405C3 樣品後

LM4405

1v f

0 010 , , 5f GHz

~ 19mm

結論• LM4116 的量測為第一次使用超低功率微波

PLL 系統在 Dilution refrigerator system 中測量

• LM4374C3 的數據顯示了系統的高感度低飄移特性

• 改良後的取樣閘時序脈衝提供電路解決了原本容易飄移與燒毀的現象

• 發現樣品 LM4406 有共振

Reference• [1]PHYSICAL REVIEW LETTERS, Vol-71, Num-16, 18 October 199

3• [2]Simons, Rainee, /John Wiley & Sons, Coplanar waveguide circuit

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Rev. Lett. 79, 1353(1997)• [20]http://www.tek2.com.tw