DE69432624T2 - Koppelungsstruktur zwischen einem Niedertemperatur- und einem Raumtemperatur-Schaltkreis - Google Patents

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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Struktur zur Kopplung zwischen einer Tieftemperaturschaltung und einer Raumtemperaturschaltung, und insbesondere eine Verbindungsstruktur zur Kopplung zwischen einer Tieftemperaturschaltung wie z. B. einer supraleitenden Schaltung und einer Raumtemperaturschaltung.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Vorrichtungen, die Supraleitungsphänomene nutzen, arbeiten schnell und mit niedrigem Stromverbrauch, so dass sie höhere Leistung als konventionelle Halbleitervorrichtungen haben. Insbesondere kann man mit einem Oxid-Supraleitmaterial, das man in der letzten Zeit näher untersucht hat, eine Supraleitvorrichtung schaffen, die bei relativ hoher Temperatur arbeitet, z. B. höher als eine Flüssigstickstofftemperatur. Jetzt sind Untersuchungen an Josephson-Übergangsvorrichtungen, supraleitenden Transistoren, supraleitenden Feldeffektvorrichtungen usw., die diese Oxid-Supraleiter verwenden, im Gange.
  • Andererseits hat man versucht, eine tiefere Betriebstemperatur für Halbleitervorrichtungen zu verwenden, um deren Betriebsgeschwindigkeiten zu verbessern und um frei von thermischem Rauschen zu sein. Dadurch können die Halbleitervorrichtungen mit reduziertem Strom arbeiten. Das Kühlsystem bewirkt außerdem einen stabilen Abtransport der Verlustwärme an jeder Vorrichtung, was für hohen Integrationsgrad und schnellen Betrieb wesentlich ist.
  • Einige erweiterte Untersuchungen haben versucht, Halbleitervorrichtungen kombiniert mit Supraleitvorrichtungen bei Flüssigstickstofftemperatur zu verwenden.
  • Die Supraleitvorrichtung, die das Oxid-Supraleitmaterial (Kupferoxid-Supraleiter mit hoher TC) verwendet, kann zwar auf einer sehr viel höheren Temperatur arbeiten als jene, die einen Metall-Supraleiter verwendet, das Kühlsystem muss sie aber mindestens auf Flüssigstickstofftemperatur halten. Daher ist die Betriebstemperatur der Supraleitvorrichtung, die den Oxid-Supraleiter verwendet, ungefähr 200°C oder noch niedriger als Raumtemperatur.
  • Im Stand der Technik werden die Supraleitvorrichtung und die abgekühlte Halbleitervorrichtung durch eine konventionelle Methode wie z. B. Verbindungsdrähte, Verbindungskontaktflecken und Verbindungsglieder oder in manchen Fällen unter Verwendung von Tastspitzen etc. an eine Raumtemperaturvorrichtung angeschlossen. In diesem Fall werden zwar die Supraleitvorrichtung und die abgekühlte Halbleitervorrichtung auf einer Flüssigstickstofftemperatur gehalten, die Verbindungsdrähte, Verbindungsglieder und Tastspitzen sind aber auf einer höheren Temperatur als jene. Daher sind die Verbindungsdrähte, Verbindungsglieder und Tastspitzen inhärent einem großen Temperaturgefälle ausgesetzt.
  • Die Verbindungsdrähte und Tastspitzen haben kleine Querschnittsflächen, so dass sie großen Wärmewiderstand haben. Dieser große Wärmewiderstand bewirkt unvermeidlich Wärmebeanspruchung der Verbindungsdrähte und Tastspitzen, so dass sie durch Wärmezyklen zwischen der Tieftemperatur und der Raumtemperatur bruchanfällig sind.
  • Im Falle, dass es viele Eingangs- und Ausgangsleitungen gibt und ein Hochfrequenzsignal angelegt wird, ist die Wärmeübertragung von den Verbindungskontaktflecken nicht vernachlässigbar, so dass die Temperaturen der Supraleitvorrichtung und der abgekühlten Halbleitervorrichtung unerwartet steigen können. Dies kann den Vorrichtungseigenschaften schaden oder kann die Betriebskosten der Vorrichtungen für zusätzliche Kühlung erhöhen, Außerdem kann dies auch Teilübergang zum Normalzustand (Quenchen) verursachen, was die Supraleitvorrichtung außer Betrieb setzt oder sie manchmal zerstört.
  • Die EP-A-0 464 498 offenbart eine Stromleitung zur elektrischen Verbindung einer auf eine Tieftemperatur gekühlten Supraleitvorrichtung mit einer auf Raumtemperatur gehaltenen Stromversorgung, mit einem Leiter aus Kupfer oder Kupferlegierung mit einem spezifischen Restwiderstand von nicht weniger als 5 × 10-9 Ω·m.
  • Kurze Darstellung der Erfindung
  • Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Struktur zur Kopplung zwischen einer Tieftemperaturschaltung und einer Raumtemperaturschaltung bereitzustellen, die den oben erwähnten Mangel der konventionellen Vorrichtungen überwindet.
  • Die obige und weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden gemäß der vorliegenden Erfindung durch die Struktur zur Kopplung einer durch eine Kühleinrichtung gekühlten Tieftemperaturschaltung und einer Raumtemperaturschaltung gemäß Anspruch 1 und die Struktur gemäß Anspruch 3 gelöst.
  • Die obige und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1A bis 1C sind schematische Perspektivansichten, die Supraleitvorrichtungen zeigen, die durch die Strukturen gemäß der vorliegenden Erfindung über Verbindungsglieder mit einer Raumtemperaturschaltung verbunden sind.
  • 2A bis 2C sind schematische Perspektivansichten, die supraleitende Mikrowellenschaltungen zeigen, die durch die Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung mit der Umgebung verbunden sind.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen.
  • In 1A bis 1C, auf die Bezug genommen wird, sind schematische Perspektivansichten gezeigt, die Supraleitvorrichtungen zeigen, die durch Ausführungsformen der Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung über Verbindungsglieder mit einer Raumtemperaturschaltung verbunden sind.
  • In 1A ist eine Supraleitvorrichtung 1 wie z. B. eine supraleitende integrierte Schaltung mit einem Y1Ba2Cu3O7–δ-Oxid-Supraleiter, die durch einen angebrachten Kühlkopf 7 auf eine Temperatur von 40K gekühlt wird, auf einer Hybridschaltung 2 für eine Verdrahtung montiert, die Leitermuster 22 und Metallkontaktflecken 21 umfasst. Die Hybridschaltung 2 ist durch ein Verbindungsglied 3, das die Leitermuster 22 und Anschlussdrähte 31 elektrisch verbindet, mit den Anschlussdrähten 31 verbunden. Die anderen Enden der Anschlussdrähte 31 sind mit einer Raumtemperaturschaltung 32 wie z. B. einer allgemeinen Halbleitervorrichtung verbunden. Die Supraleitvorrichtung 1 weist Verbindungskontaktflecken 11 auf, die durch Verbindungsdrähte 4 mit den Metallkontaktflecken 21 verbunden sind.
  • Der Y1Ba2Cu3O7–δ-Oxid-Supraleiter hat eine kritische Temperatur von mehr als 80 K, so dass die supraleitende integrierte Schaltung bei der Temperatur von 40 K stabil arbeiten kann. Die Supraleitvorrichtung 1 wird durch den angebrachten Kühlkopf 7 gekühlt, der auf der Supraleitvorrichtung 1 angeordnet ist und dem über Rohrleitungen 71 ein geeignetes Kühlmittel wie z. B. Flüssighelium zugeführt wird.
  • Die Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen Behälter 60, der Flüssigstickstoff enthält, und Kupferkühldrähte 61, deren eine Enden mit dem Behälter 60 und deren andere Enden mit den Metallkontaktflecken 21 verbunden sind. Die Metallkontaktflecken 21 werden durch Wärmeleitung durch die Kühldrähte 61 hindurch auf eine Temperatur von weniger als 150 K gekühlt. In dieser Ausführungsform werden Temperaturdifferenzen zwischen beiden Enden der Verbindungsdrähte 4 vermindert, so dass die Verbindungsdrähte 4 wenig Wärmebeanspruchung ausgesetzt sind, die mit dem Abkühlen der Supraleitvorrichtung 1 einhergeht. Daher behalten die Verbindungsdrähte 4 ihre Funktion lange Zeit bei. Und da begrenzte Teile der Metallkontaktflecken 21 gekühlt werden, können die Kühlkosten vermindert werden. Weiterhin wird die Temperaturdifferenz zwischen der Supraleitvorrichtung und Raumtemperatur durch die Hybridschaltung 2 absorbiert, was die Wirkungen von Wärmebeanspruchung vermindert.
  • In dieser Ausführungsform werden die Metallkontaktflecken 21 gekühlt, auf denen die Verbindungsdrähte 4 befestigt sind. Um den Kühlwirkungsgrad zu verbessern, können jedoch die Metallkontaktflecken 21, auf denen die Verbindungsdrähte 4 nicht befestigt sind, durch die Wärmeleitung durch die Kühldrähte 61 hindurch gekühlt werden.
  • In einer Variante dieser Ausführungsform umfasst die Struktur ein Peltierelement 62 statt des Flüssigstickstoffbehälters 60. In diesem Fall werden die Kühldrähte 61 an einem Ende mit dem Peltierelement 62 und am anderen Ende mit den Metallkontaktflecken 21 verbunden, um die Metallkontaktflecken 21 zu kühlen.
  • 1B zeigt eine weitere Ausführungsform der Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung, die auf eine elektronische Vorrichtung angewendet wird, die eine Supraleitvorrichtung 1 ähnlich der in 1A gezeigten Vorrichtung enthält. In 1B ist eine Supraleitvorrichtung 1 auf einer Hybridschaltung 2 montiert, die Leitermuster 22 und Metallkontaktflecken 21 umfasst. Die Supraleitvorrichtung 1 und die Hybridschaltung 2 werden durch einen angebrachten Kühlkopf 7, der unter der Hybridschaltung 2 angeordnet ist und dem über Rohrleitungen 71 ein geeignetes Kühlmittel wie z. B. Flüssighelium zugeführt wird, auf eine Temperatur von 40 K gekühlt. Die Supraleitvorrichtung 1 und die Hybridschaltung 2 können durch Eintauchen in Flüssighelium abgekühlt werden. Die Hybridschaltung 2 ist durch ein Verbindungsglied 3, das die Leitermuster 22 und Anschlussdrähte 31 elektrisch verbindet, mit den Anschlussdrähten 31 verbunden. Die anderen Enden der Anschlussdrähte 31 sind mit einer Raumtemperaturschaltung 32 wie z. B. einer allgemeinen Halbleitervorrichtung verbunden. Die Supraleitvorrichtung 1 weist Verbindungskontaktflecken 11 auf, die durch Verbindungsdrähte 4 mit den Metallkontaktflecken 21 verbunden sind.
  • In dieser Ausführungsform umfasst die Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung einen Behälter 60, der Flüssigstickstoff enthält, und Kühldrähte 61, deren eine Enden mit dem Behälter 60 und deren andere Enden mit dem Verbindungsglied 3 verbunden sind. Das Verbindungsglied 3 wird durch Wärmeleitung durch die Kühldrähte 61 hindurch auf eine Temperatur von weniger als 150 K gekühlt. In dieser Ausführungsform gibt es fast keine Temperaturdifferenz zwischen beiden Enden der Verbindungsdrähte 4. Daher sind die Metallkontaktflecken 21 und die Leitermuster 22 wenig Wärmebeanspruchung ausgesetzt. Und da auch die Hybridschaltung 2 wenig Wärmebeanspruchung ausgesetzt ist, kann ein elastisches Substrat wie z. B. eine flexible Leiterplatte als die Hybridschaltung 2 verwendet werden. In diesem Fall sollte das Verbindungsglied 3 genügend Verbindungsfestigkeit haben, um die Wärmebeanspruchung aufzunehmen.
  • Wie in der in 1A gezeigten ersten Ausführungsform kann man statt des Flüssigstickstoffbehälters 60 auch ein Peltierelement verwenden.
  • 1C zeigt noch eine Ausführungsform der Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung, die auf dieselbe elektronische Vorrichtung mit einer Supraleitvorrichtung 1 wie die in 1B gezeigte angewendet wird. Und zwar ist in 1C eine Supraleitvorrichtung 1 auf einer Hybridschaltung 2 montiert, die Leitermuster 22 und Metallkontaktflecken 21 umfasst. Die Supraleitvorrichtung 1 und die Hybridschaltung 2 werden durch Eintauchen in Flüssighelium in einer Schale 70 auf eine Temperatur von 40 K gekühlt. Die Supraleitvorrichtung 1 und die Hybridschaltung 2 können wie in der in 1B gezeigten zweiten Ausführungsform durch einen angebrachten Kühlkopf gekühlt werden. Die Hybridschaltung 2 ist durch ein Verbindungsglied 3, das die Leitermuster 22 und Anschlussdrähte 31 elektrisch verbindet, mit den Anschlussdrähten 31 verbunden. Die anderen Enden der Anschlussdrähte 31 sind mit einer Raumtemperaturschaltung 32 wie z. B. einer allgemeinen Halbleitervorrichtung verbunden. Die Supraleitvorrichtung 1 weist Verbindungskontaktflecken 11 auf, die durch Verbindungsdrähte 4 mit den Metallkontaktflecken 21 verbunden sind.
  • In dieser Ausführungsform umfasst die Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung einen Behälter 60, der Flüssigstickstoff enthält, und Kühldrähte 61, deren eine Enden mit dem Behälter 60 und deren andere Enden mit den Anschlussdrähten 31 verbunden sind. Die Anschlussdrähte 31 werden durch Wärmeleitung durch die Kühldrähte 61 hindurch auf eine Temperatur von weniger als 150 K gekühlt. In dieser Ausführungsform werden das Verbindungsglied 3, die Leitermuster 22, die Metallkontaktflecken 21 und die Verbindungsdrähte 4 auf beinahe dieselbe Temperatur gekühlt, so dass sie keiner Wärmebeanspruchung ausgesetzt sind. Daher sind die Verbindungen zwischen dem Verbindungsglied 3, den Leitermustern 22, den Metallkontaktflecken 21 und den Verbindungsdrähten 4 stabil, so dass der Betrieb der Supraleitvorrichtung stabil wird. Und da die Anschlussdrähte 31 gekühlt werden, kann man eine Abnahme des elektrischen Widerstandes der Anschlussdrähte 31 erwarten. Die Anschlussdrähte 31, die die gekühlte Supraleitvorrichtung 1 und die Raumtemperaturschaltung 32 koppeln, sind im Allgemeinen lang, so dass die Abnahme des elektrischen Widerstandes der Anschlussdrähte 31 es ermöglicht, das ganze System mit höherer Frequenz zu betreiben.
  • Wie in der in 1A gezeigten ersten Ausführungsform kann man statt des Flüssigstickstoffbehälters 60 auch ein Peltierelement verwenden.
  • In 2A bis 2C, auf die Bezug genommen wird, sind schematische Perspektivansichten gezeigt, die supraleitende Mikrowellenschaltungen zeigen, die durch Ausführungsformen der Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung über Mikrowellentastköpfe und Koaxialkabel mit einer Raumtemperaturschaltung verbunden sind. 2A bis 2C veranschaulichen Evaluierungseigenschaften der supraleitenden Mikrowellenschaltungen.
  • In 2A wird eine supraleitende Mikrowellenschaltung 10, ausgebildet aus einem Y1Ba2Cu3O7–δ-Oxid-Supraleiter auf einem dielektrischen Substrat 20, auf eine Temperatur von 40 K gekühlt. Das ganze dielektrische Substrat 20 und ein Teil des Mikrowellentastkopfes 50 sind in einem Kryostat 72 installiert und an einem unter dem dielektrischen Substrat 20 angeordneten Kühlkopf 7 befestigt, dem über Rohrleitungen 71 ein geeignetes Kühlmittel wie z. B. Flüssighelium zugeführt wird. Die supraleitende Mikrowellenschaltung 10 umfasst an einem Ende einen Verbindungskontaktflecken 11, an dem eine Tastspitze 5 eines Mikrowellentastkopfes 50 anliegt. Der Mikrowellentastkopf 50 ist durch ein Koaxialkabel 52 mit einer Raumtemperaturschaltung 32 wie z. B. einem Mikrowellenanalysator verbunden. Der Mikrowellenanalysator führt der supraleitenden Mikrowellenschaltung 10 über das Koaxialkabel 52, den Mikrowellentastkopf 50 und die Tastspitze 5 Mikrowellen zu und analysiert die Antworten der supraleitenden Mikrowellenschaltung 10.
  • Der Y1Ba2Cu3O7–δ-Oxid-Supraleiter hat eine kritische Temperatur von mehr als 80 K, so dass die supraleitende Mikrowellenschaltung 10 bei der Temperatur von 40 K stabil arbeiten kann.
  • Die Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen Behälter 60, der Flüssigstickstoff enthält, und einen Kupferkühldraht 61, dessen eines Ende mit dem Behälter 60 verbunden ist und dessen anderes Ende mit der Tastspitze 5 verbunden ist. Die Tastspitze 5 wird durch Wärmeleitung durch den Kühldraht 61 hindurch auf eine Temperatur von weniger als 150 K gekühlt. In dieser Ausführungsform wird die Wärmeleitung von der Tastspitze 5 vermindert, und die Kühlkosten können vermindert werden, da nur die Tastspitze 5 gekühlt wird. Außerdem wirkt der Kühldraht 61 auch als ein Schwingungsdämpfer der Tastspitze 5, so dass Schwingungen der Tastspitze 5 vermindert werden, was zu stabilem Kontakt zwischen der Tastspitze 5 und dem Verbindungskontaktflecken 11 beiträgt, um eine genaue Messung durchzuführen.
  • In einer Variante dieser Ausführungsform umfasst die Struktur ein Peltierelement 62 statt des Flüssigstickstoffbehälters 60. In diesem Fall wird der Kühldraht 61 an einem Ende mit dem Peltierelement 62 und am anderen Ende mit dem Mikrowellentastkopf 5 verbunden, um die Metallkontaktflecken 21 zu kühlen.
  • 2B zeigt eine weitere Ausführungsform der Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung, die auf eine Mikrowellenvorrichtung mit derselben supraleitenden Mikrowellenschaltung 10 wie die in 2A gezeigte angewendet wird. In 2B wird eine auf einem dielektrischen Substrat 20 ausgebildete supraleitende Mikrowellenschaltung 10 auf die gleiche Weise wie in der in 2A gezeigten Ausführungsform auf eine Temperatur von 40 K gekühlt. Eine Tastspitze 5 eines Mikrowellentastkopfes 50 liegt an einem Verbindungskontaktflecken 11 der supraleitenden Mikrowellenvorrichtung 10 an. Der Mikrowellentastkopf 50 ist durch ein Koaxialkabel 52 mit einer Raumtemperaturschaltung 32 wie z. B. einem Mikrowellenanalysator verbunden.
  • Die Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen Behälter 60, der Flüssigstickstoff enthält, und einen Kupferkühldraht 61, dessen eines Ende mit dem Behälter 60 verbunden ist und dessen anderes Ende mit dem Mikrowellentastkopf 50 verbunden ist. Der Mikrowellentastkopf 50 wird durch Wärmeleitung durch den Kühldraht 61 hindurch auf eine Temperatur von weniger als 150 K gekühlt. Da in dieser Ausführungsform der Mikrowellentastkopf 50 gekühlt wird, der eine Erde an das Koaxialkabel 52 anlegt, werden Störungen der Wellenformen der in die supraleitende Mikrowellenvorrichtung 10 und daraus heraus laufenden Mikrowellen vermindert. Außerdem wirkt der Kühldraht 61 auch als ein Schwingungsdämpfer des Mikrowellentastkopfes 50 und der Tastspitze 5, obwohl diese Wirkung nicht so stark ist wie bei der in 2A gezeigten Struktur.
  • Wie in der in 2A gezeigten ersten Ausführungsform kann man statt des Flüssigstickstoffbehälters 60 auch ein Peltierelement verwenden.
  • 2C zeigt noch eine Ausführungsform der Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung, die auf eine Mikrowellenvorrichtung mit derselben supraleitenden Mikrowellen schaltung 10 wie die in 2A und 2B gezeigten angewendet wird. In 2C wird eine auf einem dielektrischen Substrat 20 ausgebildete supraleitende Mikrowellenschaltung 10 auf die gleiche Weise wie in der in 2A gezeigten Ausführungsform auf eine Temperatur von 40K gekühlt. Eine Tastspitze 5 eines Mikrowellentastkopfes 50 liegt an einem Verbindungskontaktflecken 11 der supraleitenden Mikrowellenvorrichtung 10 an. Der Mikrowellentastkopf 50 ist durch ein Koaxialkabel 52 mit einer Raumtemperaturschaltung 32 wie z. B. einem Mikrowellenanalysator verbunden.
  • Die Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen Behälter 60, der Flüssigstickstoff enthält, und einen Kupferkühldraht 61, dessen eines Ende mit dem Behälter 60 verbunden ist und dessen anderes Ende mit dem Koaxialkabel 52 verbunden ist. Das Koaxialkabel 52 wird durch Wärmeleitung durch den Kühldraht 61 hindurch auf eine Temperatur von weniger als 150 K gekühlt. Außerdem wird der Mikrowellentastkopf 50 durch Wärmeleitung auf eine Temperatur von weniger als 150 K gekühlt. Da in dieser Ausführungsform das Koaxialkabel 52 mechanisch fest ist, werden Wärmeverformungen und Wärmebeanspruchungen vom Koaxialkabel 52 absorbiert, so dass sie wenig Wirkung auf andere Teile haben. Außerdem werden Temperaturdifferenzen zwischen dem Koaxialkabel 52 und dem Mikrowellentastkopf 50 und zwischen dem Mikrowellentastkopf 50 und der Tastspitze 5 vermindert, so dass die Verbindungen dazwischen stabil werden, was den Betrieb des ganzen Systems verbessert.
  • Wie in der in 2A gezeigten ersten Ausführungsform kann man statt des Flüssigstickstoffbehälters 60 auch ein Peltierelement verwenden.
  • In den obigen Ausführungsformen wurden nur Fälle von Supraleitvorrichtungen mit einem Y1Ba2Cu3O7–δ-Oxid-Supraleiter erläutert. Wie man leicht erkennt, kann die vorliegende Erfindung aber auch auf Supraleitvorrichtungen mit anderen Supraleitern wie z. B. einem Bi-Sr-Ca-Cu-O-Typ-Oxid-Supraleiter, einem Tl-Ba-Ca-Cu-O-Typ-Oxid-Supraleiter oder einem Metall-Supraleiter sowie mit Kühlung arbeitende Supraleitvorrichtungen angewendet werden.
  • Und in den obigen Ausführungsformen werden Verbindungsmittel zwischen den Supraleitvorrichtungen und den Raumtemperaturschaltungen wie z. B. Verbindungskontaktflecken, Verbindungsglied, Anschlussdrähten, Tastspitze, Mikrowellentastkopf und Ko axialkabel mittels Flüssigstickstoff gekühlt. Sie können aber auch mittels eines anderen Kühlmittels oder anderer Mittel wie z. B. einem Peltierelement etc. gekühlt werden. Die Verbindungsmittel werden vorzugsweise auf eine höhere Temperatur als die Supraleitvorrichtungen gekühlt. Denn wenn sie auf eine niedrigere Temperatur als die Supraleitvorrichtungen gekühlt werden, werden die Temperaturdifferenzen zwischen der Raumtemperaturschaltung und ihnen größer als zwischen der Raumtemperaturschaltung und den Supraleitvorrichtungen. Daher sind sie möglicherweise größerer Wärmebeanspruchung ausgesetzt, was verschiedene Unannehmlichkeiten verursacht. Es wird empfohlen, dass die Verbindungsmittel so gekühlt werden; dass sanfte Temperaturgefälle zwischen den Supraleitvorrichtungen und der Raumtemperaturschaltung erzeugt werden.
  • Der Kühldraht ist nicht auf Kupfer beschränkt. Er kann aus Metall, einem Leitermaterial oder einem isolierenden Material mit guter Wärmeleitfähigkeit ausgebildet werden, zum Beispiel Ag, Au, AlN und SiC. Im Falle, dass durch eine Leiter-Kühlleitung Signale gestört werden oder ein Kurzschluss verursacht wird, wird empfohlen, einen Kühldraht aus isolierendem Material zu verwenden.

Claims (3)

  1. Struktur zur elektrischen Kopplung einer Tieftemperaturschaltung (1) und einer Raumtemperaturschaltung (32), wobei die Tieftemperaturschaltung durch eine erste Kühleinrichtung (7) gekühlt wird, wobei die Struktur eine elektrische Anschlußeinrichtung (21, 3, 31, 5, 50, 52) umfaßt, die durch eine zweite Kühleinrichtung gekühlt wird, welche von der ersten Kühleinrichtung verschieden ist und einen ein Kühlmittel enthaltenden Behälter (60) sowie Kupferkühldrähte (61) umfaßt, bei denen jeweils ein Ende an den Behälter (60) und das andere Ende an die Anschlußeinrichtung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Anschlußeinrichtung ein Element ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: (a) einem durch die zweite Kühleinrichtung (60, 61) gekühlten Metallkontaktfleck (21) und einem Verbindungsdraht (4), der die Tieftemperaturschaltung (1) und den Metallkontaktfleck verbindet; (b) einem Metallkontaktfleck (21), einem Verbindungsdraht (4), der die Tieftemperaturschaltung (1) und den Metallkontaktfleck verbindet, sowie einem durch die zweite Kühleinrichtung (60, 61) gekühlten Verbindungsglied (3), welches den Metallkontaktfleck mit einem Verbindungsdraht verbindet, durch den die Raumtemperaturschaltung (32) angeschlossen ist; und (c) einem Metallkontaktfleck (21), einem Verbindungsdraht (4), der die Tieftemperaturschaltung (1) und den Metallkontaktfleck verbindet, einem Verbindungsglied (3) sowie einem durch die zweite Kühleinrichtung (60, 61) gekühlten Verbindungsdraht (31), der das Verbindungsglied und die Raumtemperaturschaltung (32) verbindet.
  2. Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel flüssiger Stickstoff ist.
  3. Struktur zur elektrischen Kopplung einer Tieftemperaturschaltung (1) und einer Raumtemperaturschaltung (32), wobei die Tieftemperaturschaltung durch eine erste Kühleinrichtung (7) gekühlt wird, wobei die Struktur eine elektrische Anschlußeinrichtung (21, 3, 31, 5, 50, 52) umfaßt, die durch eine zweite Kühleinrichtung gekühlt wird, welche von der ersten Kühleinrichtung verschieden ist und ein Peltierelement (62) sowie Kupferkühldrähte (61) umfaßt, bei denen jeweils ein Ende an das Peltierelement (62) und das andere Ende an die Anschlußeinrichtung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Anschlußeinrichtung ein Element ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: (a) einem durch die zweite Kühleinrichtung (62, 61) gekühlten Metallkontaktfleck (21) und einem Verbindungsdraht (4), der die Tieftemperaturschaltung (1) und den Metallkontaktfleck verbindet; (b) einem Metallkontaktfleck (21), einem Verbindungsdraht (4), der die Tieftemperaturschaltung (1) und den Metallkontaktfleck verbindet, sowie einem durch die zweite Kühleinrichtung (62, 61) gekühlten Verbindungsglied (3), welches den Metallkontaktfleck mit einem Verbindungsdraht verbindet, durch den die Raumtemperaturschaltung (32) angeschlossen ist; und (c) einem Metallkontaktfleck (21); einem Verbindungsdraht (4), der die Tieftemperaturschaltung (1) und den Metallkontaktfleck verbindet, einem Verbindungsglied (3) sowie einem durch die zweite Kühleinrichtung (62, 61) gekühlten Verbindungsdraht (31), der das Verbindungsglied und die Raumtemperaturschaltung (32) verbindet.
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