基于平行板法的高温超导薄膜的表面电阻的测试研究

论文摘要

高温超导技术由于其优越性而越来越得到广泛的应用。特别是随着高温超导薄膜制备技术的不断提高,使得其在电子信息等领域中的应用前景越来越被人们看好。高温超导薄膜的微波表面电阻是衡量薄膜质量的一个重要参数指标。因此,用什么方法去测量高温超导薄膜的微波表面电阻就显得尤为重要。目前,世界上很多国家都在进行这方面的研究。本文详细介绍了用平行板法测量高温超导薄膜表面电阻的原理,建立了测试腔的模型,并对该模型进行仿真和分析。其中分别对空腔和加入平行板谐振器的腔两种情况进行了仿真分析,对其S21系数曲线图进行了对比及优化,得到了比较理想的隔片厚度尺寸和具体的耦合探针位置,并根据该优化结果设计了测试腔的加工方案,并制作出了测试腔,经实测与仿真效果吻合。本方法从开始研究至今,经历多次反复的仿真实验,解决了这种方法的耦合难的问题,成功使平行板谐振器产生了谐振效果,并把平行板谐振器的谐振频率降低到了4.7GHz,使得在低频率的矢量网络分析仪上对高温超导薄膜的测量得到了实现。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 超导研究的发展概况
• 1.2 超导技术的优越性
• 1.3 高温超导薄膜的发展史
• 1.4 高温超导薄膜的制备方法
• 1.4.1 脉冲激光沉积法
• 1.4.2 原位磁控溅射法
• 1.4.3 金属有机化学汽相沉积法
• 1.5 高温超导薄膜的应用
• 1.6 论文主要工作
• 第2章 高温超导薄膜的理论和其微波表面电阻
• 2.1 高温超导机理
• 2.2 迈斯纳效应和伦敦方程
• 2.3 二流体模型
• 2.4 高温超导薄膜的微波表面电阻
• 2.5 小结
• 第3章 高温超导薄膜微波表面电阻的测试方法综述
• 3.1 端面替代法
• 3.2 介质谐振器法
• 3.3 双谐振器法
• 3.4 镜像型蓝宝石介质谐振器法
• 3.5 平行板法
• 3.6 HFSS仿真软件
• 3.7 小结
• 第4章 平板法测量超导膜的表面电阻
• 4.1 平行板法理论
• 4.2 平行板谐振器的结构模型
• 4.3 高温超导薄膜表面电阻的测量
• 4.4 高温超导薄膜表面电阻的计算和源程序
• 4.5 小结
• 第5章 仿真与分析
• 5.1 空腔的仿真
• 5.1.1 建立模型
• 5.1.2 仿真分析
• 5.2 加入平行板谐振器后的腔体仿真
• 5.2.1 建立模型
• 5.2.2 设置参数扫描
• 5.2.3 仿真分析
• 5.2.4 测试腔的设计与制作
• 5.3 小结
• 第6章 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果