Abstract
The objective of this research thesis is to find a compact resonant structure which would allow the residual surface impedance of superconductive samples to be simply, quickly and economically characterised. The author first explains why he decided to use a sapphire single-crystal as inner dielectric, given some performance reached by resonant structures equipped with such inner dielectrics, and given constraints adopted from the start. He explains the origin of microwave losses which appear in this type of resonant structure, i.e. respectively the surface impedance as far as metallic losses are concerned, and the sapphire dielectric loss angle for as far as dielectric losses are concerned. The experimental installation and the principle of microwave measurements are described. The performance of different possible solutions of resonant structures from starting criteria is presented. The solution of the cavity-sapphire with a TE{sub 011} resonant mode is derived [French] Le but de cette etude est de trouver une structure resonnante compacte permettant de caracteriser simplement, rapidement et economiquement l'impedance de surface residuelle d'echantillons supraconducteurs. Les contraintes de mise en oeuvre et les performances atteintes par des resonateurs avec saphirs synthetiques justifient le choix d'un tel dielectrique a faible angle de perte. L'evaluation des performances experimentales
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Hanus, Xavier.
Contribution to the microwave characterisation of superconductive materials by means of sapphire resonators; Contribution a la caracterisation hyperfrequence de materiaux supraconducteurs par des resonateurs-saphirs.
France: N. p.,
1993.
Web.
Hanus, Xavier.
Contribution to the microwave characterisation of superconductive materials by means of sapphire resonators; Contribution a la caracterisation hyperfrequence de materiaux supraconducteurs par des resonateurs-saphirs.
France.
Hanus, Xavier.
1993.
"Contribution to the microwave characterisation of superconductive materials by means of sapphire resonators; Contribution a la caracterisation hyperfrequence de materiaux supraconducteurs par des resonateurs-saphirs."
France.
@misc{etde_22417035,
title = {Contribution to the microwave characterisation of superconductive materials by means of sapphire resonators; Contribution a la caracterisation hyperfrequence de materiaux supraconducteurs par des resonateurs-saphirs}
author = {Hanus, Xavier}
abstractNote = {The objective of this research thesis is to find a compact resonant structure which would allow the residual surface impedance of superconductive samples to be simply, quickly and economically characterised. The author first explains why he decided to use a sapphire single-crystal as inner dielectric, given some performance reached by resonant structures equipped with such inner dielectrics, and given constraints adopted from the start. He explains the origin of microwave losses which appear in this type of resonant structure, i.e. respectively the surface impedance as far as metallic losses are concerned, and the sapphire dielectric loss angle for as far as dielectric losses are concerned. The experimental installation and the principle of microwave measurements are described. The performance of different possible solutions of resonant structures from starting criteria is presented. The solution of the cavity-sapphire with a TE{sub 011} resonant mode is derived [French] Le but de cette etude est de trouver une structure resonnante compacte permettant de caracteriser simplement, rapidement et economiquement l'impedance de surface residuelle d'echantillons supraconducteurs. Les contraintes de mise en oeuvre et les performances atteintes par des resonateurs avec saphirs synthetiques justifient le choix d'un tel dielectrique a faible angle de perte. L'evaluation des performances experimentales appuyee par des modelesanalytiques permet de rejeter differentes solutions. Ainsi les resonateurs fermes avec saphirs minces sont rejetes en raison des mauvais contacts metalliques. Les resonateurs ouverts avec saphirs minces et epais sont egalement rejetes, meme pour les modes de resonance en principe confines, en raison des pertes par rayonnement. La seule solution est donc d'utiliser une cavite-saphir TE{sub 011} qui offre une configuration de champs naturellement confines. Des mesures sur une premiere cavite en niobium massif ont permis de selectionner un saphir obtenu par tirage Czochralski avec lequel on a obtenu les meilleurs resultats. Du fait de son tres faible angle de perte evalue inferieur a (2.5±1)x10{sup -9} a 7.8 GHz, nous avons accede au terme des pertes supraconductrices residuelles du niobium. Cependant, au cours de differentes mesures sont apparues des pertes supplementaires que nous avons reliees a la presence mal controlee d'helium principalement dans les trous de couplage. Pour pallier ces dissipations incontrolees, nous serons donc amenes a effectuer le vide dans cette cavite-saphir, ce qui complique notablement la conception des boitiers en regard des criteres d'encombrement requis. (auteur)}
place = {France}
year = {1993}
month = {Dec}
}
title = {Contribution to the microwave characterisation of superconductive materials by means of sapphire resonators; Contribution a la caracterisation hyperfrequence de materiaux supraconducteurs par des resonateurs-saphirs}
author = {Hanus, Xavier}
abstractNote = {The objective of this research thesis is to find a compact resonant structure which would allow the residual surface impedance of superconductive samples to be simply, quickly and economically characterised. The author first explains why he decided to use a sapphire single-crystal as inner dielectric, given some performance reached by resonant structures equipped with such inner dielectrics, and given constraints adopted from the start. He explains the origin of microwave losses which appear in this type of resonant structure, i.e. respectively the surface impedance as far as metallic losses are concerned, and the sapphire dielectric loss angle for as far as dielectric losses are concerned. The experimental installation and the principle of microwave measurements are described. The performance of different possible solutions of resonant structures from starting criteria is presented. The solution of the cavity-sapphire with a TE{sub 011} resonant mode is derived [French] Le but de cette etude est de trouver une structure resonnante compacte permettant de caracteriser simplement, rapidement et economiquement l'impedance de surface residuelle d'echantillons supraconducteurs. Les contraintes de mise en oeuvre et les performances atteintes par des resonateurs avec saphirs synthetiques justifient le choix d'un tel dielectrique a faible angle de perte. L'evaluation des performances experimentales appuyee par des modelesanalytiques permet de rejeter differentes solutions. Ainsi les resonateurs fermes avec saphirs minces sont rejetes en raison des mauvais contacts metalliques. Les resonateurs ouverts avec saphirs minces et epais sont egalement rejetes, meme pour les modes de resonance en principe confines, en raison des pertes par rayonnement. La seule solution est donc d'utiliser une cavite-saphir TE{sub 011} qui offre une configuration de champs naturellement confines. Des mesures sur une premiere cavite en niobium massif ont permis de selectionner un saphir obtenu par tirage Czochralski avec lequel on a obtenu les meilleurs resultats. Du fait de son tres faible angle de perte evalue inferieur a (2.5±1)x10{sup -9} a 7.8 GHz, nous avons accede au terme des pertes supraconductrices residuelles du niobium. Cependant, au cours de differentes mesures sont apparues des pertes supplementaires que nous avons reliees a la presence mal controlee d'helium principalement dans les trous de couplage. Pour pallier ces dissipations incontrolees, nous serons donc amenes a effectuer le vide dans cette cavite-saphir, ce qui complique notablement la conception des boitiers en regard des criteres d'encombrement requis. (auteur)}
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