Parametric amplifiers are essential for analyzing and measuring the weak signals generated byquantum circuits at cryogenic temperatures. This project aims to realize a low noise travelingwave parametric amplifier (TWPA) by exploiting the nonlinear current dependence of thekinetic inductance of superconducting NbTiN nanowires. We fabricate an inductor in theform of a compact meandering nanostructure on small chips. We describe the microwavecircuit design, the simulations performed and the fabrication recipes. We present the resultsfrom the initial measurements at low-temperature (4.2 K - 0.3 K) performed in a 3He dipstickcryostat.We analyzed two different structures in this thesis. The first design implements a co-planarwaveguide structure that operates as a multi-modal cavity with resonances that can be modifiedby adjusting geometrical parameters. In contrast, the second design attempts to eliminate theseresonances by matching the impedance of the device with that of the input and output signallines. For this reason, we adopted a microstrip structure with a top-layered ground plane.In addition, the second design allows for phase matching of the signal and idler frequenciesinvolved in parametric amplification through dispersion engineering. Finally, we determineimportant parameters like the temperature dependence of the kinetic inductance, phase velocity,and characteristic impedance of the devices at cryogenic temperatures. / Parametriska förstärkare är viktiga för att analysera och mäta svaga signalerna som genererasav kvantkretsar vid kryogeniska temperaturer. Detta projekt syftar till att realisera enresande våg parametrisk förstärkare med lågt brus (TWPA) genom att utnyttja det ickelinjäraströmberoendet hos den kinetiska induktansen i supraledande NbTiN- nanotrådar. Vitillverkar en spole i form av en kompakt slingrande nanostruktur på små chips. Vibeskriver mikrovågskretsdesignen, simuleringarna som utförs samt tillverkningsprocesserna.Vi presenterar resultaten från de initiala mätningarna vid låga temperaturer (4.2 K - 0.3 K)utförda i en 3He stickkryostat.Vi analyserade två olika strukturer i detta arbete. Den första designen implementerar enkoplanar vågledarstruktur som fungerar som en multimodal kavitet med resonanser som kanmodifieras genom att justera geometriska parametrar. Däremot syftar den andra designenatt eliminera dessa resonanser genom att matcha enhetens impedans med den för ingångs-och utgångssignallinjerna. Av denna anledning valde vi en mikrostripstruktur med ettjordplan i toppskiktet. Dessutom tillåter den andra designen fasanpassning av signalen ochidlerfrekvenserna som är en del av den parametriska förstärkningen genom dispersionsteknik.Slutligen tar vi reda på viktiga parametrar som temperaturberoendet för den kinetiskainduktansen, fashastigheten och den karakteristiska impedansen för proven vid kryogeniskatemperaturer.

We investigate the resonant characteristics of superconducting meandering nanowires to design a nonlinear kinetic inductance traveling-wave parametric amplifier. The devices are patterned out of 15 nm thick NbTiN films. They consist of a coplanar waveguide, that shrinks into 100 nm wide meandering nanowires. For a total kinetic inductance of ∼1 μH, our simulations show that these structures behave as resonators with fundamental mode frequency around 1 GHz and a phase velocity of the signal as low as c/1000. The resonance peaks correspond to the presence of current antinodes within the meandering structure. Samples were fabricated at the Albanova Nanolab facility and measured in a sample-in-vacuum dipstick at 300 mK. Frequency sweeps in the 0.1-10 GHz range confirm the presence of these resonance peaks. In addition, we investigate the current nonlinearity of our devices. Analysis of the temperature dependence of the resonant peaks revealed the critical temperature of the film, TC = 14.0 ± 0.5 K. The dispersion relations showed that the device impedance exceeds the resistance quantum RQ = 6.5 kΩ when close to resonance or below 87 MHz. A second design was realized in order to reduce the device’s characteristic impedance to ≈ 50 Ω. This design, accomodating a micro stripline, embedded a significantly longer nanowire, with a total kinetic inductance ∼10 μH. Measurements showed a dramatically reduced impedance to ≈ 700 Ω, but still not matched to 50 Ω, giving rise to a dense frequency comb of standing modes in the 0-3 GHz bandwidth, with a constant spacing of ≈ 45 MHz. / Vi undersöker egenskaperna hos supraledande slingrande nanotrådar i syfte att designa en ickelinjär kinetisk induktans parametrisk förstärkare. Våra prov är mönstrade ur 15 nm tjocka NbTiN-filmer. De består av en koplanär vågledare som krymper till 100 nm breda slingrande nanotrådar. Med en sammanlagd kinetisk induktans på ∼1 μH visar våra simuleringar att dessa strukturer beter sig som resonatorer med en funda- mental modfrekvens runt 1 GHz och en fashastighet för signalen så låg som c/1000. Resonanserna motsvarar närvaron av strömantinoder inom den slingrande strukturen. Proverna tillverkades i Albanovas Nanolab och mättes i en prov-i-vakuum-sticka runt 300 mK. Frekvenssvepen i området 0,1-10 GHz bekräftar förekomsten av dessa res- onanser. Dessutom undersökte vi den strömberoende ickelinjäriteten i våra enheter. Analys av resonansernas temperaturberoende ger ett värde på filmens kritiska temper- atur, TC = 14.0 ± 0.5 K. Dispersionsförhållandena visade att provens impedans över- stiger resistanskvantumet RQ = 6, 5 kΩ nära resonanserna. En andra design realiserades för att reducera provens karakteristiska impedans till ≈ 50 Ω. Denna design, med en mikrostripline, har en betydligt längre totaltsträcka med en sammanlagd kinetisk induk- tans på ∼10 μH. Mätningarna visade en dramatiskt reducerad impedans på ≈ 700 Ω, men inte till det matchade värdet på 50 Ω, vilket gav upphov till en tät frekvenskam inom bandbredden 0- 3 GHz, med ett avstånd på ≈ 45 MHz mellan resonanserna.