Pixel array application of high temperature superconducting YBCO transition edge infrared bolometers

Abstract

Bu tezde önceden MgO, STO ve LAO alttaşları üzerine epitaksiyel olarakbüyütülmüs¸ YBCO ince ? lmlerini kıvrımlı yüksek sıcaklık tek katmanlı üstüniletkenbolometreleri olarak şekillendirdik. Elektronik karakterizasyon işlemini hazırladık veotomatikleştirdik. Kıvrımların kırmızı ve yakın kızılötesi ışıklara karşı bolometrik tep-kisini ölçtük ve literatürle karşılaştırdık. Sonuçarımızın literatürdekilere benzer veyaonlardan daha iyi olduğunu gördük.Ayrıca bu kıvrımlardan bakan gözek dizeleri (odak düzlemi dizeleri) oluşturduk vebu dizelerin ısısal karşılıklı konuşmasından gelen çözünürlük sınırını araştırdık. Karşılıklıkonuşmayı teoriyle karşılaştırdık ve deneyle çok iyi uyum bulduk. Gözeklerimizdekikarşılıklı konuşmayı sayısallaştırdık. Alttaş aşındırma yöntemiyle gözeklerin ısısal izo-lasyonunu arttırarak ısısal karşılıklı konuşmanın azalışının nasıl olabileceğini inceledik.

In this thesis, we patterned pregrown epitaxial YBCO thin ? lms onMgO, LAO andSTO substrates into meander shaped high-Tc superconducting transition edge monolithicbolometers. We set up and automatized the electrical characterization processes of thebolometers. We also measured the bolometric response of the meanders to red and near-infrared light and ? t them to theoretical models in literature. We compared the singlepixel bolometric responses to literature and found that our results are similar to or betterthan the results for similar devices in the literature.We also patterned staring arrays (focal plane arrays) and explored the resolutionlimit put in place by thermal crosstalk. We compared the measured crosstalk to theoryand found a very good agreement. We quanti ? ed the crosstalk for our pixels. We thenexplored substrate etching method to decrease crosstalk via thermal isolation.