Исследование резонансных сверхпроводящих структур с сосредоточенными элементами для устройств СВЧ-электроники

• Автор: Баринов, Александр Эдуардович
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 199 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ
ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СВЕРХПРОВОДНИКОВЫХ ТОНКИХ ПЛЁНОК
1 Л. Основные параметры тонких плёнок ВТСП
1.2. Обзор методов измерения и расчёта поверхностного
сопротивления
Выводы и результаты
ЕЛАВА 2. ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ СВЕРХПРОВОДНИКОВЫЕ
РЕЗОНАНСНЫЕ СТРУКТУРЫ
2.1. Обзор плоских микрополосковых резонансных структур
2.2. Реализация сосредоточенных элементов в СВЧ диапазоне.
2.3. Качественное сравнение фильтров с сосредоточенными
и квазисосредоточенными элементами
Выводы и результаты
ГЛАВА 3. ТЕОРЕТИЧЕКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ФИЛЬТРОВ С СОСРЕДОТОЧЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ
3.1. Реализации сосредоточенных элементов при
планарной технологии
3.2. Практическая реализация, методы вычисления и анализа индуктивных элементов различных конфигураций

3.2.1. Индуктивность прямого отрезка проводника и в виде меандра
3.2.2. Индуктивность плоской круглой спиральной катушки
3.2.3. Индуктивность плоской прямоугольной спиральной катушки
3.2.4. Метод Гровера
3.2.5. Добротность спиральной катушки
3.3. Практическая реализация и вычисления параметров П-образной цепи .Г-инвертора
3.4. Об оптимальности площади занимаемой резонансным
звеном
Выводы и результаты
ГЛАВА 4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ, ИЗГОТОВЛЕНИЕ СВЧ ФИЛЬТРОВ С СОСРЕДОТОЧЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
4.1. Геометрия фильтра со спиральной катушкой
индуктивности
4.1Л. Синтез чебышевского фильтра прототипа.
Частотно-з ависимая индуктивность
4.1.2. Варианты геометрии фильтров с сосредоточенными параметрами
4.1.3. Изготовление и экспериментальные результаты образцов фильтра реализованных на медной плёнке
4.1.4 Измерительный стенд для проведения экспериментов
при криогенных температурах
4.1.5. Особенности синтеза плёнок ВТСП
4.1.6. Технология создания СВЧ фильтров на основе ВТСП тонких плёнок

4.1.7. Метод нанесения металлических контактов на плёнки
ВТСП и экспериментальные результаты
4.2. Геометрия фильтра со спиральными индуктивностями без
гальванических соединений
4.2.1. Компьютерное моделирование, принципы изготовления и экспериментальные результаты ВТСП фильтров первого порядка без гальванических соединений
4.2.2. Компьютерное моделирование и экспериментальные результаты ВТСП фильтров четвёртого порядка без гальванических соединений
4.2.3. Варианты построения фильтров с более чем одним витком. Компьютерное моделирование и экспериментальные
результаты
Выводы и результаты
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
П.1. Программа вычисления параметров плоских спиральных
катушек
П.2. Программа вычисления емкостей площадок над
проводящей плоскостью
П.З. Процедура синтеза фильтра с частотно-зависимой
индуктивностью
П.4. Процесс фотолитографии по медным плёнкам
П. 5. Процесс фотолитографии по ВТСП тонким пленкам

Рис. 1.8 Экспериментальная зависимость резонансной частоты от температуры, демонстрирующая эффект кинетической индуктивности
в цепях из ВТСП.
ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
В главе проведён обзор основных электрофизических параметров высокотемпературных сверхпроводящих тонких плёнок, а также свойств таких плёнок с точки зрения практического применения в пассивных устройствах СВЧ электроники. Основное внимание было уделено наиболее важному параметру ВТСП плёнок - поверхностному сопротивлению, определяющему потери в элементах тракта СВЧ и амплитудные и фазовые соотношения между электрическими и магнитными полями на поверхности сверхпроводника. Теоретические и экспериментальные исследования показывают, что в сантиметровом диапазоне длин волн величина поверхностного сопротивления ВТСП, по крайней мере, на несколько порядков меньше поверхностного сопротивления нормальных металлов таких, как медь, серебро, золото, алюминий, при одинаковой температуре и прочих условий.
Также в данной главе отмечено, что любое несовершенство кристаллической структуры плёнок, микротрещины, неравномерность толщины