高温超伝導薄膜のミリ波表面インピ-ダンスの測定とミリ波表面損失逓減の研究

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高温超伝導薄膜のミリ波表面抵抗の広い範囲にわたる周波数特性と異方性を測定するため、誘電体管ファブリ・ペロ-共振器HE_<iin>モ-ドのQ測定を正確に行う課題と取組んだ。具体的には、溶融石英管の両端を金蒸着膜をつけた黄銅板とYBCO薄膜板で終端してファブリ・ペロ-共振器を構成し、それを冷凍装置内に収納してQ測定を行い、金蒸着膜とYBCO薄膜の表面抵抗の差を求めた。測定は、用いた共振器のUバンドの4つの共振周波数に対し、4.5〜100kの各温度で行い、Uバンドにおける表面抵抗の周波数依存性を求めた。YBCO膜のUバンド表面抵抗は80kくらいから急減し始め、60k以下では金蒸着膜よりも低くなった。この実験においては、共振器の各部分の温度分布が均一でなかったため、得られた表面抵抗の値に誤差が含まれていることが分ったので、今後の改善策を明らかにした。以下に主な成果を要約する。1.誘電体管ファブリ・ペロ-共振器と導波管との結合度は広い周波数範囲にわたり変化が小さく、広い周波数範囲の測定に適していることを明らかにした。2.長い入力導波管中に発生する不要反射モ-ドの影響を、共振器前面に設けた開閉シャッタ-の働きで除去することに成功した。3.共振器の各構成要素を均一温度に保って測定を行うべく色々対策を講じたが、完全にするには、冷凍装置に温度コントロ-ラを設備する必要があることが分った。現在その準備中である。4.極低温では共振器のQは5000以上と高くなり、現有の掃引信号源では周波数安定度の点で問題があることが分った。高いQ値を正確に測定するためには、周波数掃引シンセサイザ-が必要である。5.本年度の研究費でWバンド(92〜102GHz)の掃引信号源を購入、整備したので、100GHz帯の測定が可能となった。