Fabrication d'un bolomètre supraconducteur à haute température critique opérant dans les micro-ondes

• Main Author: Fissette, Simon
• Other Authors: Fournier, Patrick
• Language: French
• Published: Université de Sherbrooke 2009
• Online Access: http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/4818

Les supraconducteurs à haute température trouvent de plus en plus leur place sur le marché notamment pour des applications de filtres dans les dispositifs micro-ondes et les détecteurs infrarouges. En effet, plusieurs appareils utilisant les supraconducteurs dépassent maintenant les performances de ceux utilisant seulement des semiconducteurs et des métaux conventionnels dans ces domaines. Ce mémoire de maîtrise présente la conception, la fabrication et la caractérisation d'un prototype de bolomètre supraconducteur utilisant une cavité résonnante supraconductrice en circuit pour en faire la mesure. La cavité micro-onde est fabriquée avec le supraconducteur à haute température YBa[indice inférieur 2]Cu[indice inférieur 3]O[indice inférieur 7] (YBCO) et est conçue pour avoir une fréquence de résonance d'environ 6 GHz. Le bolomètre est placé au centre de la cavité et représente environ 2% de la longueur totale de celle-ci. Il a une température critique est d'environ 78 K, inférieure à celle de la cavité, et est formé d'YBCO dopé au Praséodyme. Les premiers résultats ont d'abord montré que contrairement aux bolomètres conventionnels, la mesure est beaucoup plus sensible à la partie inductive du changement d'impédance lors de la transition d'état qu'à la partie résistive. Le détecteur fabriqué, qu'on nomme bolomètre micro-onde, possède potentiellement plusieurs avantages face aux bolomètres conventionnels dont notamment cet accès à la partie inductive, le haut taux d'échantillonnage et une isolation au bruit blanc et au bruit en 1/f découlant de la cavité et de la fréquence d'opération. Nous avons estimé la détectivité spécifique du prototype de détecteur fabriqué à 10[indice supérieur 5] cm[racine carrée]Hz/W, bien en deçà du 10[indice supérieur 10] cm [racine carrée]Hz/W atteint par les meilleurs bolomètres supraconducteurs à haute température actuels. Il y a cependant beaucoup de place à l'amélioration permettant d'espérer atteindre ces mêmes performances étant donné le peu d'optimisation du design et de la méthode expérimentale utilisée pour la caractérisation.