[發明專利]超導部件及其制造方法和介電諧振器

無效

• 申請號: 01137723.2
• 申請日: 2001-10-26
• 公開（公告）號: CN1351357A
• 公開（公告）日: 2002-05-29
• 發明（設計）人: 金高祐仁
• 申請（專利權）人: 株式會社村田制作所
• 主分類號: H01B12/00
• 分類號: H01B12/00;H01L39/12;H01L39/24;C04B35/00;H01P7/10
• 代理公司: 上海專利商標事務所
• 代理人: 陳劍華

?????????????????????????????技術領域

本發明涉及用作超導部件、尤其是用作介電諧振器等高頻電子部件的超導部件及其制造方法。

????????????????????????????背景技術

眾所周知，Bi2223相超導體是臨界溫度為110K級的Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O系氧化物超導體。這種Bi2223相超導體形成于例如Ag、MgO單晶、氧化物陶瓷基片之類的基體上，構成線材、限流元件和磁性密封材料。

作為其具體例子，例如，在Bi2223相超導粉末中添加有機溶劑(vehicle)，即作為超導膜用漿料，涂敷在例如Ba(Sn，Mg，Ta)O₃之類的氧化物系介電陶瓷基片上，焙燒后得到超導膜。這種超導膜在與介電陶瓷基片的界面上，不會形成明顯的異相，幾乎由單相構成。

但是，在高頻范圍內，對超導膜表面一側和與介電陶瓷基片的界面一側的各表面電阻進行評價所得結果顯示，在超導膜表面一側的表面電阻較低，而與介電陶瓷基片的界面一側的超導膜的表面電阻非常高。高表面電阻的存在被認為是由于在超導膜和介電陶瓷基片之間的微觀界面反應所致。為此，迄今，降低溫度至不使上述界面反應的影響出現的程度，由此焙燒超導膜，但這樣，超導膜的形成不充分，不能得到表面電阻值低的超導膜。

因此，本發明者對上述界面反應的情況進行了反復研究，確認介電陶瓷基片中所含的Ba元素在以高濃度擴散至超導膜中。還確認，在基體為多晶體的情況下，焙燒超導膜用漿料時生成的部分熔融液在向基體粒界滲透。

另一方面，上述超導膜的臨界電流密度即使是在基本由單相構成的超導膜中也僅停留在200A/cm²(溫度77K，0T)這樣的低值，不僅在與介電陶瓷基片的界面附近，而且在沿超導膜厚度的方向，乃至與厚度正交的水平方向上，超導特性都劣化。

鑒于上述情況，本發明的目的是，提供一種具有超導特性良好的超導膜的超導部件及其制造方法。本發明的另一個目的是，提供一種具有良好超導特性的介電諧振器。

???????????????????????????發明內容

即，本發明涉及一種具有含Ba元素的氧化物陶瓷基體和形成于該氧化物陶瓷基體上、以Bi-Sr-Ca-Cu-O相為主相、含Ba元素的Bi2223相超導膜的超導部件。

本發明還提供一種超導部件的制造方法：在含Ba元素的氧化物陶瓷基體上，涂敷含有(該Bi2223相超導粉末以Bi-Sr-Ca-Cu-O相為主相，含Ba元素)的超導膜用漿料，焙燒上述超導膜用漿料，形成以Bi-Sr-Ca-Cu-O相為主相、含Ba元素的Bi2223相超導膜。

此外，本發明還提供一種在電介質基體上形成有超導膜電極的介電諧振器，所述電介質基體是含Ba元素的氧化物陶瓷，所述超導膜電極是用以Bi-Sr-Ca-Cu-O相為主相、含Ba元素的Bi2223相超導膜形成的。

本發明的超導部件由于在含Ba元素的氧化物陶瓷基體上形成有以Bi-Sr-Ca-Cu-O相為主相、含Ba元素的Bi2223相超導膜，所以，可將基體中Ba成分的變動量抑制在最小限度內，得到超導特性良好的超導膜。

如在背景技術部分中所說明的，在鉭酸鋇系陶瓷之類的含Ba元素并具有復合鈣鈦礦結構的氧化物陶瓷基體中，在其焙燒等過程下，Ba元素會從氧化物陶瓷基體擴散到超導膜中，尤其是在氧化物陶瓷基體與超導膜的界面，超導膜的電特性劣化。其劣化機理被認為有以下兩種。

第一種劣化機理是基于以下情況：在Ba元素擴散的超導膜中，相應于Ba元素的擴散程度，會有Ba濃度梯度形成，相應于Ba元素的量，部分熔融溫度會連續下降。

即，在焙燒超導膜用漿料時，氧化物陶瓷基體的Ba會擴散到超導膜用漿料內，相應于擴散量，超導膜的部分熔融溫度下降，由此，即使在超導膜的最佳溫度焙燒，但在Ba擴散的部分，其焙燒溫度也變得不是最佳的。尤其是在界面附近，由于Ba擴散量增多，結果陷入焙燒過度狀態，導致界面附近的超導膜電特性劣化。關于這一點，作為對策，也可考慮在焙燒過程中，逐漸降低溫度等，但控制很難，并不實用。

第二種劣化機理是：由于氧化物陶瓷基體是多晶結構體，焙燒過程中基體成分Ba會擴散和熔入到生成的超導物質熔液中，這使得熔液對基體多晶粒界的潤濕性變好，出現粒界滲透。熔液浸透至粒界，可能會造成超導膜組成出現變化，尤其是可能會使界面附近的超導膜的性狀劣化。