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高温超伝導薄膜の超高速ミリ波スイッチング特性の評価

高温超导薄膜超快毫米波开关特性评估

基本信息

批准号：
05750286
负责人：
加藤景三
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Niigata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至 1994
项目状态：
已结题

项目摘要

Y-Ba-Cu-O(YBCO)酸化物高温超伝導薄膜の光応答特性について評価し、この超伝導薄膜の超伝導-常伝導転移を利用してミリ波の超高速スイッチングを特性を得ることが本研究の目的であった。厚さ0.2mumのYBCO超伝導薄膜を0.5mm×15mm×15mmの単結晶MgO(100)基板上にレーザアブレーション法により作製した。この膜は基板面に垂直な強いc軸配向した単結晶薄膜で、臨界温度は約90kであった。次に共振周波数24.0GHzのTE_<011>モード銅製円筒空洞(直径15.8mm、長さ23.8mm)を設計・作製し、このミリ波空洞の一方の短絡板中央に直径8mmの穴を設け、この部分にYBCO超伝導薄膜を取り付けた。この空洞の無負荷Q値を測定した結果、Q値は温度の低下と共に上昇し、室温で1.3×10^3、20kで2.6×10^3となった。また、ミリ波透過電力を測定した結果、透過電力は超伝導転移温度の90k程度までは温度の低下と共にほぼ直線的に減少しており、その後急激に減少し、50k程度以下になるとほとんで透過しなくなった。この特性は、2.84GHzの転移温度以下でほとんど透過しなくなる実験結果とは異なり、周波数が高くなったことにより表面抵抗が大きくなり特性があまり良くない。すなわち、良好なミリ波スイッチング特性を得るためにはかなり低温で使用しなければならないことがわかった。さらに、パルス時間幅10ns、波長1.06mumのQスイッチNd:YAGレーザ光パルスをYBCO薄膜に照射し超伝導-常伝導移転させ、空洞内のミリ波エネルギーを外部回路に取り出すことでミリ波スイッチング特性を評価した。その結果、90k以下ではミリ波スイッチングが可能なことが示され、低温ほど特性が良いことがわかった。今後は、多結晶薄膜のミリ波スイッチング特性等の評価を行い、超高速スイッチングとなる条件を検討する予定である。

The optical properties of Y-Ba-Cu-O(YBCO) acid superconducting thin films at high temperature were evaluated and the optical properties of Y-Ba-Cu-O (YBCO) acid superconducting thin films were obtained by using optical wave and ultra-high speed optical properties. YBCO superconducting thin films with a thickness of 0.2 mum were prepared by a single crystal MgO(100) substrate with a thickness of 0.5 mm × 15mm×15 mm. The critical temperature of the crystalline thin film is about 90K. The <011>second part is the design and fabrication of the TE_(15. 8mm in diameter and 23. 8mm in length) copper cylindrical cavity with resonance frequency of 24.0GHz. The hole with diameter of 8mm is set in the center of one of the short plates of the cavity, and the YBCO superconducting film is selected in this part. The Q-value of the cavity under no load was measured. The Q-value was measured at room temperature and increased at room temperature. The Q-value was 1.3×10^3 and 2.6×10^3. As a result of the measurement of the transmitted electric power, the transmitted electric power is reduced to a temperature of 90K and the temperature is reduced to a temperature of 50K or less. This characteristic is different from that of 2.84 GHz and below, the transmission is higher than that of 2.84 GHz, the frequency is higher than that of 2.84 GHz, and the surface resistance is higher than that of 2.84 GHz. Good wave characteristics are obtained when used at low temperatures In this paper, the wavelength of Nd:YAG laser is 1.06 mum, the wavelength of Nd:YAG laser is 10ns, the wavelength of Nd:YAG laser is 1.06 mum, the wavelength of Nd: YAG laser is 1.06 mum, the wavelength of Nd: YAG laser is 1.06 mum, the wavelength of Nd: YAG laser is 1.06 mum, and the wavelength of Nd: YAG laser is 1.06 mum. The results are as follows: 90k or less, the wave length is less than 90k, the temperature is less than 90 k, and the temperature is less than 90 k. In the future, the evaluation of multi-crystal thin films, such as high speed film, will be carried out.