临界温度附近超导薄膜精密微波谱学的宽带方法

我们提出了一种高分辨率微波谱仪，用于测量临界温度附近超导薄膜的频率依赖复电导率。该仪器基于对同轴传输线的复反射系数 $S_{\rm 11}$ 的宽带测量，该传输线终端连接具有 Corbino 圆盘形状电极的薄膜样品。在临界温度附近，使用三个已知标准件的标准校准技术无法提取由超导涨落引起的复电导率的强频率依赖性。这是因为短路和负载标准件的 $S_{\rm 11}$ 相位部分之间微小的意外差异，会导致超导转变附近复电导率详细频率依赖性的巨大误差。我们证明，使用样品的正常态电导率作为负载标准件的新校准程序解决了这一困难。该谱仪的高质量性能覆盖了 0.1 GHz 至 10 GHz 的频率范围、低至 10 K 的温度范围以及高达 1 T 的磁场范围，并通过几种常规和高温超导薄膜的实验结果进行了说明。