高温超导薄膜微波表面电阻测试方法的讨论

介绍一种工作在12GHz附近的高温超导薄膜微波表面电阻Rs测试方法,该系统采用低损耗高介电常数的蓝宝石构成工作在TE011+δ谐振模式的介质谐振器,在77K时,利用它可成功地用于单片50.8mm较大超导薄膜的微波表面电阻Rs无损伤测试.并与工作在17GHz附近的用于测试10mm高温超导薄膜微波表面电阻测试方法进行了比较. 这种测试方法提高了整个测试系统的品质因素,体积小,操作方便,且所需实验条件简单,测试灵敏度高,具有简便、快捷、适合于工业化生产检测的特点.     

YBa2Cu3O7-δ/LaAlO3和Tl2Ba2CaCu2O8/LaAlO3高温超导薄膜内的应变对其微波表面电阻影响的研究

YBa2Cu3O7-δ/LaAlO3 (YBCO/LAO) 超导薄膜是通过热蒸发沉积方法制备的,实验中使用的Tl2Ba2CaCu2O8/LaAlO3 (TBCCO/LAO) 超导薄膜是通过直流磁控溅射方法制备的.通过分析两片超导薄膜的XRD谱计算出了两片超导薄膜内的应变,ΔCY=4.8483×10-3;ΔCT=8.5272×10-5,结果显示YBCO超导薄膜内的应变要大于TBCCO超导薄膜内的应变.另外,采用共面谐振技术研究这两片超导薄膜内的微波表面电阻随温度的变化,结果表明YBCO超导薄膜具有更大的微波表面电阻.分析和讨论了应变对超导薄膜微波表面电阻的影响.     

基于混合周期栅网结构的频率选择表面设计研究

在栅网结构上设计的频率选择表面能够同时实现红外高透过率和毫米波带通的物理特性. 为了提高其光学透过率, 降低表面电阻, 抑制高次衍射能量对光学系成像质量的影响, 本文通过分析基于栅网结构的频率选择表面衍射光强和表面电流, 提出一种新型基于混合周期栅网结构的频率选择表面. 计算及实验结果均表明: 在实现稳定的毫米波带通滤波的同时, 基于混合周期栅网结构的频率选择表面红外透过率提高了5%以上, 表面电阻平均降低了4 Ω, 有效地抑制了因高次衍射能量集中分布而对红外光学系统成像质量的影响.     

超导转变温区YBa2Cu3O7薄膜样品的表面电阻测量

我们对高温超导YBa2Cu3O7(YBCO)薄膜样品在超导转变温区微波表面电阻RS随温度变化的初步测量结果.利用介质谐振器方法,分别测量了由镀银高纯铜标准试样和脉冲激光淀积方法制备的高温YBCO超导薄膜为下底板的谐振器品质因素随温度变化的数据.通过对镀银高纯铜标准试样和RS为零的谐振器数据分析,得到谐振器参数随温度变化的曲线.由有高温YBCO超导薄膜组成的谐振器Q值随温度变化数据得到YBCO薄膜样品超导转变温区微波表面电阻的变化.讨论了YBCO超导薄膜的微波表面电阻测量结果.     

介质谐振器法测量高温超导薄膜微波表面电阻的误差分析

用微扰法研究了两端接地型蓝宝石介质谐振器测量高温超导薄膜微波表面电阻R_S的误差与几何结构和工作频率的关系.结果表明,介质柱直径与高度之比2a/L,金属屏蔽腔内半径与介质柱半径之比b/a以及工作频率f对测量误差和最小可测表面电阻R_smin有很大影响.所得到的曲线可用于蓝宝石介质谐振器的设计中.结果还表明,适当选取2a/L,b/a与f可使测量误差接近于1%,最小可测表面电阻R_smin可达到微欧姆的数量级.这对于高温超导薄膜的检测和微波器件应用说 关键词： 介质谐振器 高温超导薄膜 微波表面电阻 误差分析     

YBa2Cu3O7-δ薄膜微结构的同步辐射三维倒空间扫描研究

高温超导薄膜因其微波表面电阻低,可用于尖端高温超导微波器件的制作.然而由于高温超导材料特殊的二维超导机制和极短的超导相干长度,高温超导材料的微波表面电阻对微结构特别敏感.为了探究高温超导材料微结构和微波电阻的联系,采用脉冲激光沉积(PLD)技术在(001)取向的MgO单晶衬底上生长了不同厚度的YBa₂Cu₃O_7-δ(YBCO)薄膜.电学测量发现不同厚度的样品超导转变温度、常温电阻差别不大,但超导态的微波表面电阻差异很大.同步辐射三维倒空间扫描(3D-RSM)技术对YBCO薄膜微结构的表征表明:CuO₂面平行于表面晶粒(c晶)的多寡、晶粒取向的一致性是造成超导态微波表面电阻差异的主要原因.     

高温超导薄膜表面电阻测试有关问题的讨论

本文描述了介质谐振器法测量高温超薄膜表面电阻Ｒｓ的原理和实验方法。对单端开路介质谐振器法测量Ｒｓ提出了技术上的改进。     

超导薄膜表面电阻测量新方法

本文报导一种测量高温超导薄膜微波表面电阻的新方法和测试装置.通过对加载两个不同蓝宝石的同一谐振腔进行测试,可以得到测试样品以外所有其它损耗对应的Q值.根据电磁场分布计算出谐振腔的结构参数G.用网络分析仪测量出谐振腔的无载Q值,便可计算出超导薄膜的微波表面电阻Rs.测量过程中既不会损伤超导薄膜样品,同时可以实现单片超导薄膜表面电阻的绝对测量,不需要校准件,测量简便可靠,精度高.     

双介质谐振器法测量超导薄膜的表面电阻

介绍了清华大学物理系研制的一个测量高温超导薄膜微波表面电阻的系统,展示了测量的原理和过程.本系统是按照目前国际上高温超导薄膜的微波表面电阻的测量标准方案(ICE/TC90)选定的 TE011- TE013双介质谐振器法来对超导薄膜进行测量.介质谐振器谐振的中心频率约为11.96 GHz,具有很高的准确性和灵敏度.在液氮(77 K)温度下,用物理所提供的两片YBCO薄膜测量,TE011和TE013模式的无载Q值分别达到5.57×10 5和1.51×10 6, 就我们所知,这是国内所报道的最高Q值.其Rs(77 K,10 GHz)平均值为263微欧.因此,本系统可以较为准确地测量表面电阻很小(300微欧以下)的高温超导薄膜.     

高温超导薄膜微波表面电阻测量标准理论精度修正

高温超导薄膜的表面电阻Rs作为应用超导器件设计和性能衡量的一个重要参数,对超导无源微波元件的设计和开发有很重要意义.准确测量超导薄膜的表面电阻Rs也就非常重要.国际通用的标准测量方案中的理论模型公式是基于高温超导膜无限大的基础上的.考虑到实际超导薄膜的总是有限大的情况,我们从理论上进行了精度分析,在此基础上对此理论模型公式进行了修正,求出基于超导膜有限大时的Rs的表达式,并对两种情况进行了一定的比较.     

两种测试高温超导薄膜微波表面电阻方法的讨论

介绍两种工作在12GHz附近的高温超导薄膜微波表面电阻Rs测试系统,并分析各自的特点.同时简介电子科技大学在提高Rs测试精度上所作的一些改进.     

介质谐振器法测量超导微波表面电阻

高温超导薄材料在微波器件中应用的出发点主要是利用它在临界温度下极低的表面电阻。因此要对超导器件性能作出准确的评估,必须精确测量超导薄膜的微波表面电阻。本文提出了利用蓝宝石介质圆柱的ＴＥ０１１谐振模式来测量超导微波表面电阻的一种方法。设计并制作了工作于１８．９ＧＨｚ和１７．６ＧＨｚ的两种高Ｑ值谐振器。其在测试中表现出了相当高的灵敏度。同时具有不损坏被测薄膜,安装调试简单方便,可重复性好的优点,可用于     

高Tc超导谐振器微波特性研究

研究了高Ｔｃ超导谐振器的微波特性特别是表面电阻Ｒｓ和磁场穿透深度λ,给出了Ｒｓ随温度变化的曲线以及穿透深度的测量结果。实验中采用了由ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７薄膜和蓝宝石片构成的平行板谐振器。     

高温超导微波限幅器的研制

与常规材料相比,高温超导薄膜(即HTSC)的表面电阻极低,在微波频段下,其微波表面电阻要比常规材料小两个数量级以上,并能实现高达106～107A/cm2的电流密度.本项目选用10×15×0.44mm3双抛LaAlO3衬底上外延生长的钇系高温超导薄膜的YBa2Cu3O7(YBCO),利用临界电流密度的特性,设计并制作了高温超导微波限幅器,其工作温度在90K以下,77K时设计指标为:f:9.4～9.6GHz,插入损耗L≤0.4dB,门槛电平:10dBm,驻波比≤1.5.     

高温超导膜微波表面电阻Rs对微波滤波器插入损耗的贡献

利用微波电路仿真软件，分析高温超导膜微波表面电阻Rs对各种频率、各种级数的滤波器插入损耗的影响.结果给出:对于级数较少、频率较低的滤波器，使用Rs较高的薄膜或厚膜就可以得到很低的插入损耗;对于频率较高(高于6GHz),或极数较多（超过8极）的滤波器，就必须采用高质量的高温超导薄膜（Rs<1mΩ）. 关键词： 高温超导膜 微波滤波器 微波表面电阻 插入损耗     

金属在红外波段的表面电阻和电磁波的穿透系数

本文中对任意费米面求出了金属在红外波段的表面电阻,所得表达式适用于各种性质的趋肤效应(正常、反常和中间情况)。发现在反常趋肤效应时,电场的一个分量衰减很慢,它所决定的电磁波等透系数可能比通常已知者大几个数量级。建议利用此效应发展鉴定超纯金属纯度的无接触测量方法。此外,还考虑了有垂直磁场存在时的表面电阻。     

Rs测试标准的探讨

本文在目前国际上正在制订的高温超导薄膜微波表面电阻Rs标准测量方案的基础上,介绍了国内正在研制的测试方法和系统.该系统采用低损耗高介电常数的兰宝石构成工作在TE011δ谐振模式的介质谐振器,在原有研究基础上利用电磁场仿真,改变了输入和输出耦合方式,在77K时,利用它对单片高温超导薄膜Rs进行测试,提高了整个测试系统的品质因素,可成功地用于10×10mm2,10×15mm2和Φ51mm等多种规格样片的测试.整个测试系统体积小,操作方便,且所需实验条件简单,测试灵敏度高,重复性好,对高温超导薄膜无损伤.     

散射参数的选择对高温超导薄膜表面阻抗影响的分析

采用微波传输、反射测量法测量超导薄膜表面电阻，合理选择测量参数对于表面电阻Ｒｓ和穿透深度λｌ的计算结果有着重要的影响，本通过对测量参数几种组合的分析，指出测量参数组合在实际测量上是难以实现的测量组合相对比较容易实现，但二有着各自的特点。     

高TC超导谐振器微波特性研究

 研究了高Tc超导谐振器的微波特性特别是表面电阻Rs和磁场穿透深度λ,给出了Rs随温度变化的曲线以及穿透深度的测量结果。实验中采用了由YBa₂Cu₃O₇薄膜和蓝宝石片构成的平行板谐振器。     

关于YBCO/MgO超导薄膜电阻转变和微波性质的研究

利用标准的四引线方法研究了磁场平行和垂直于YBCO/MgO超导薄膜表面时的电阻转变.另外,本文采用微带谐振技术研究了该超导薄膜的微波性质.我们获得了该超导薄膜在绝对零度时的穿透深度λ0=280 nm,并且计算出了该超导薄膜的表面电阻,结果显示在60 K,7.78 GHz时Rs=78.2μΩ;在76 K,7.77 GHz时Rs=179.8 μΩ.