JP2001036155A - 電磁波素子 - Google Patents
電磁波素子Info
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- JP2001036155A JP2001036155A JP11206646A JP20664699A JP2001036155A JP 2001036155 A JP2001036155 A JP 2001036155A JP 11206646 A JP11206646 A JP 11206646A JP 20664699 A JP20664699 A JP 20664699A JP 2001036155 A JP2001036155 A JP 2001036155A
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- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 デバイス効率を低下させずに、共振周波数や
位相速度を大きく変化させることが可能であるチューナ
ブルマイクロ波素子を提供する。 【解決手段】 超伝導体薄膜（２）、強磁性体薄膜
（３）および強誘電体薄膜（４）、または、超伝導体薄
膜および強誘電性と強磁性を併せ持つ薄膜を積層具備す
るものとする。
位相速度を大きく変化させることが可能であるチューナ
ブルマイクロ波素子を提供する。 【解決手段】 超伝導体薄膜（２）、強磁性体薄膜
（３）および強誘電体薄膜（４）、または、超伝導体薄
膜および強誘電性と強磁性を併せ持つ薄膜を積層具備す
るものとする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この出願の発明は、電磁波素
子に関するものである。さらに詳しくは、この出願の発
明は、通信機器などに用いられるチューナブルフィルタ
やフェーズシフターを実現する超伝導電磁波素子に関す
るものである。
子に関するものである。さらに詳しくは、この出願の発
明は、通信機器などに用いられるチューナブルフィルタ
やフェーズシフターを実現する超伝導電磁波素子に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】高度情報通信時代を迎え、移
動体通信または衛星通信を用いたマルチメディアによる
大量データ伝送の必要性から、周波数利用率が高く、高
品質な通信が可能となるシステムの開発が求められてい
る。これを実現するための要素技術として、損失が小さ
く、小型かつ軽量である通信用フィルタやアダプティブ
アンテナやスマートアンテナに用いられるフェーズシフ
ターが必要不可欠である。
動体通信または衛星通信を用いたマルチメディアによる
大量データ伝送の必要性から、周波数利用率が高く、高
品質な通信が可能となるシステムの開発が求められてい
る。これを実現するための要素技術として、損失が小さ
く、小型かつ軽量である通信用フィルタやアダプティブ
アンテナやスマートアンテナに用いられるフェーズシフ
ターが必要不可欠である。
【０００３】フィルタやフェーズシフターを構成する電
磁波デバイスとして、酸化物超伝導デバイスに注目が集
まっている。酸化物超伝導電磁波デバイスは、常伝導金
属を材料とする電磁波デバイスと比較して、表面抵抗が
２桁以上小さく、高いＱ値を持つ。酸化物超伝導電磁波
デバイスを作製する上で必要な薄膜作製技術と、酸化物
超伝導電磁波デバイスを動作させる上で必要な冷却技術
の進歩により、すでに米国では、移動体通信基地局や衛
星通信用のフィルタとして、酸化物超伝導電磁波デバイ
スによるフィルタが試作され、実用化への検討がなされ
ている段階である。
磁波デバイスとして、酸化物超伝導デバイスに注目が集
まっている。酸化物超伝導電磁波デバイスは、常伝導金
属を材料とする電磁波デバイスと比較して、表面抵抗が
２桁以上小さく、高いＱ値を持つ。酸化物超伝導電磁波
デバイスを作製する上で必要な薄膜作製技術と、酸化物
超伝導電磁波デバイスを動作させる上で必要な冷却技術
の進歩により、すでに米国では、移動体通信基地局や衛
星通信用のフィルタとして、酸化物超伝導電磁波デバイ
スによるフィルタが試作され、実用化への検討がなされ
ている段階である。
【０００４】さらに、１つのフィルタにおいて共振周波
数を変化させることにより、フィルタの小型化、軽量化
を可能としたチューナブルマイクロ波フィルタに関する
事例が報告されている。米国においては超伝導体（Ｙ
系）と誘電体（ＳｒＴｉＯ3、ＢａＴｉＯ3）によるチュ
ーナブルマイクロ波フィルタが、また、英国においては
超伝導体（Ｙ系）と磁性体（フェライト）によるチュー
ナブルマイクロ波フィルタとフェーズシフターがそれぞ
れ開発されている。
数を変化させることにより、フィルタの小型化、軽量化
を可能としたチューナブルマイクロ波フィルタに関する
事例が報告されている。米国においては超伝導体（Ｙ
系）と誘電体（ＳｒＴｉＯ3、ＢａＴｉＯ3）によるチュ
ーナブルマイクロ波フィルタが、また、英国においては
超伝導体（Ｙ系）と磁性体（フェライト）によるチュー
ナブルマイクロ波フィルタとフェーズシフターがそれぞ
れ開発されている。
【０００５】チューナブルマイクロ波素子は、キャパシ
タンスもしくはインダクタンスを変化することに伴い、
共振周波数や位相速度が変化し、フィルタやフェーズシ
フターの機能を持つ。しかし、このとき、特性インピー
ダンスも同時に変化するために、線路とデバイスの間に
インピーダンス不整合により、デバイス効率が極端に低
下するという問題が生じている。この出願の発明は、以
上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、デバイス
効率を低下させずに、共振周波数や位相速度を大きく変
化させることが可能であるチューナブルマイクロ波素子
を提供することを課題としている。
タンスもしくはインダクタンスを変化することに伴い、
共振周波数や位相速度が変化し、フィルタやフェーズシ
フターの機能を持つ。しかし、このとき、特性インピー
ダンスも同時に変化するために、線路とデバイスの間に
インピーダンス不整合により、デバイス効率が極端に低
下するという問題が生じている。この出願の発明は、以
上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、デバイス
効率を低下させずに、共振周波数や位相速度を大きく変
化させることが可能であるチューナブルマイクロ波素子
を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この出願の発明は、上記
の課題を解決するものとして、超伝導体薄膜、強誘電体
薄膜および強磁性体薄膜、または、超伝導体薄膜ととも
に強誘電性と強磁性を併せ持つ薄膜が積層具備されてい
ることを特徴とする超伝導電磁波素子を提供する（請求
項１）。
の課題を解決するものとして、超伝導体薄膜、強誘電体
薄膜および強磁性体薄膜、または、超伝導体薄膜ととも
に強誘電性と強磁性を併せ持つ薄膜が積層具備されてい
ることを特徴とする超伝導電磁波素子を提供する（請求
項１）。
【０００７】また、この出願の発明は、誘電性基板と、
この誘電性基板上に積層された超伝導体からなる低損失
線路並びに強誘電体薄膜および強磁性体薄膜と、強誘電
体薄膜の誘電率を変化させるための電極と、強磁性体薄
膜の透磁率を変化させるための磁場発生器とが具備され
ていることを特徴とする超伝導電磁波素子（請求項２）
をはじめ、誘電性基板と、この誘電性基板上に積層され
た超伝導体からなる低損失線路および強誘電性と強磁性
を併せ持つ薄膜と、強誘電性と強磁性を併せ持つ薄膜の
誘電率を変化させるための電極と、強誘電性と強磁性を
併せ持つ薄膜の透磁率を変化させるための磁場発生器と
が具備されていることを特徴とする超伝導電磁波素子
（請求項３）を提供する。
この誘電性基板上に積層された超伝導体からなる低損失
線路並びに強誘電体薄膜および強磁性体薄膜と、強誘電
体薄膜の誘電率を変化させるための電極と、強磁性体薄
膜の透磁率を変化させるための磁場発生器とが具備され
ていることを特徴とする超伝導電磁波素子（請求項２）
をはじめ、誘電性基板と、この誘電性基板上に積層され
た超伝導体からなる低損失線路および強誘電性と強磁性
を併せ持つ薄膜と、強誘電性と強磁性を併せ持つ薄膜の
誘電率を変化させるための電極と、強誘電性と強磁性を
併せ持つ薄膜の透磁率を変化させるための磁場発生器と
が具備されていることを特徴とする超伝導電磁波素子
（請求項３）を提供する。
【０００８】さらに、この出願の発明の超伝導電磁波素
子は、低損失線路を構成する超伝導体が、ＹＢａ2Ｃｕ3
Ｏy超伝導体（ＹＢＣＯあるいはＹ系超伝導体）または
Ｂｉ2Ｓｒ2Ｃａ3Ｏy超伝導体（ＢＳＣＧＯあるいはＢｉ
系超伝導体）などの酸化物超伝導体からなること（請求
項４）、強誘電体薄膜が、（Ｂａ1-xＳｒx）ＴｉＯ3誘
電体（ＢＳＴＯ誘電体）、Ｐｂ（ＺｒxＴｉ1-x）Ｏ3誘
電体（ＰＺＴ誘電体）、または、（Ｐｂ１−ｘＬａｘ）
（ＺｒyＴｉ1-y）誘電体（ＰＬＺＴ誘電体）などの酸化
物誘電体からなり、強磁性体薄膜が、Ｌａ1-xＳｒxＭｎ
Ｏ3磁性体（ＬＳＭＯ磁性体）、Ｎａ1-xＳｒxＭｎＯ3磁
性体（ＮＳＭＯ磁性体）、または、Ｐｒ1-xＣａxＭｎＯ
3磁性体（ＰＣＭＯ磁性体）などの酸化物磁性体からな
ること（請求項５）、また、強誘電性と強磁性を併せ持
つ薄膜が、ＢｉＭｎ3Ｏ（ＢＭＯ）、ＢｉＦｅＯ3−Ｂａ
ＴｉＯ3（ＢＦＯ−ＢＴＯ）、または、フェライトなど
の酸化物からなる強誘電体材料または強磁性体材料から
作製されること（請求項６）を一つの態様としてもい
る。
子は、低損失線路を構成する超伝導体が、ＹＢａ2Ｃｕ3
Ｏy超伝導体（ＹＢＣＯあるいはＹ系超伝導体）または
Ｂｉ2Ｓｒ2Ｃａ3Ｏy超伝導体（ＢＳＣＧＯあるいはＢｉ
系超伝導体）などの酸化物超伝導体からなること（請求
項４）、強誘電体薄膜が、（Ｂａ1-xＳｒx）ＴｉＯ3誘
電体（ＢＳＴＯ誘電体）、Ｐｂ（ＺｒxＴｉ1-x）Ｏ3誘
電体（ＰＺＴ誘電体）、または、（Ｐｂ１−ｘＬａｘ）
（ＺｒyＴｉ1-y）誘電体（ＰＬＺＴ誘電体）などの酸化
物誘電体からなり、強磁性体薄膜が、Ｌａ1-xＳｒxＭｎ
Ｏ3磁性体（ＬＳＭＯ磁性体）、Ｎａ1-xＳｒxＭｎＯ3磁
性体（ＮＳＭＯ磁性体）、または、Ｐｒ1-xＣａxＭｎＯ
3磁性体（ＰＣＭＯ磁性体）などの酸化物磁性体からな
ること（請求項５）、また、強誘電性と強磁性を併せ持
つ薄膜が、ＢｉＭｎ3Ｏ（ＢＭＯ）、ＢｉＦｅＯ3−Ｂａ
ＴｉＯ3（ＢＦＯ−ＢＴＯ）、または、フェライトなど
の酸化物からなる強誘電体材料または強磁性体材料から
作製されること（請求項６）を一つの態様としてもい
る。
【０００９】そして、この出願の発明は、超伝導電磁波
素子を製造する方法であって、反応性蒸着法、ＭＢＥ
法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、レー
ザーアブレーション法または、気相成長法により、超伝
導体薄膜、強誘電体薄膜および強磁性体薄膜の３層構
造、または、超伝導体薄膜と強誘電性と強磁性を併せ持
つ薄膜の２層構造を形成することを特徴とする超伝導電
磁波素子製造方法（請求項７）を提供する。
素子を製造する方法であって、反応性蒸着法、ＭＢＥ
法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、レー
ザーアブレーション法または、気相成長法により、超伝
導体薄膜、強誘電体薄膜および強磁性体薄膜の３層構
造、または、超伝導体薄膜と強誘電性と強磁性を併せ持
つ薄膜の２層構造を形成することを特徴とする超伝導電
磁波素子製造方法（請求項７）を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの出願の
発明に係る実施の形態を説明する。この出願の発明の超
伝導電磁波素子は、図１に示すように、誘電性基板
（１）と、この誘電性基板（１）上に積層された超伝導
体薄膜（２）からなる低損失線路、強磁性体薄膜（３）
および強誘電体薄膜（４）から構成される。強磁性体薄
膜（３）および強誘電体薄膜（４）の代わりに、強誘電
性と強磁性を併せ持つ薄膜を用いてもよい。さらに、こ
の出願の発明の超伝導電磁波素子は、強誘電体薄膜
（４）または強誘電性と強磁性を併せ持つ薄膜の誘電率
を変化させるための電極（５）と、強磁性体薄膜または
強誘電性と強磁性を併せ持つ薄膜の透磁率を変化させる
ための磁場発生器（６）とを具備する。
発明に係る実施の形態を説明する。この出願の発明の超
伝導電磁波素子は、図１に示すように、誘電性基板
（１）と、この誘電性基板（１）上に積層された超伝導
体薄膜（２）からなる低損失線路、強磁性体薄膜（３）
および強誘電体薄膜（４）から構成される。強磁性体薄
膜（３）および強誘電体薄膜（４）の代わりに、強誘電
性と強磁性を併せ持つ薄膜を用いてもよい。さらに、こ
の出願の発明の超伝導電磁波素子は、強誘電体薄膜
（４）または強誘電性と強磁性を併せ持つ薄膜の誘電率
を変化させるための電極（５）と、強磁性体薄膜または
強誘電性と強磁性を併せ持つ薄膜の透磁率を変化させる
ための磁場発生器（６）とを具備する。
【００１１】超伝導体薄膜（２）からなる低損失線路
は、電磁波を入力するための入力端子（７）、電磁波を
出力するための出力端子（８）、および、共振素子
（９）から構成される。入力端子（７）、出力端子
（８）、および、共振素子（９）は、超伝導体を材料と
する。
は、電磁波を入力するための入力端子（７）、電磁波を
出力するための出力端子（８）、および、共振素子
（９）から構成される。入力端子（７）、出力端子
（８）、および、共振素子（９）は、超伝導体を材料と
する。
【００１２】低損失線路の材料である超伝導体薄膜
（２）は、ＹＢａ2Ｃｕ3Ｏy超伝導体（ＹＢＣＯあるい
はＹ系超伝導体）またはＢｉ2Ｓｒ2Ｃａ3Ｏy超伝導体
（ＢＳＣＧＯあるいはＢｉ系超伝導体）などの酸化物超
伝導体などが用いられる。強誘電体薄膜（４）の材料と
しては、（Ｂａ1-xＳｒx）ＴｉＯ3誘電体（ＢＳＴＯ誘
電体）、Ｐｂ（ＺｒxＴｉ1-x）Ｏ3誘電体（ＰＺＴ誘電
体）、または、（Ｐｂ１−ｘＬａｘ）（ＺｒyＴｉ1-y）
誘電体（ＰＬＺＴ誘電体）などの酸化物誘電が用いられ
る。また、強磁性体薄膜（３）の材料としては、Ｌａ
1-xＳｒxＭｎＯ3磁性体（ＬＳＭＯ磁性体）、Ｎａ1-xＳ
ｒxＭｎＯ3磁性体（ＮＳＭＯ磁性体）、または、Ｐｒ
1-xＣａxＭｎＯ3磁性体（ＰＣＭＯ磁性体）などの酸化
物磁性体が用いられる。強誘電体薄膜（４）と強磁性体
薄膜（３）の代わりに強誘電性と強磁性を併せ持つ薄膜
が用いられる場合、この強誘電性と強磁性を併せ持つ薄
膜の材料は、ＢｉＭｎ3Ｏ（ＢＭＯ）、ＢｉＦｅＯ3−Ｂ
ａＴｉＯ3（ＢＦＯ−ＢＴＯ）、または、フェライトな
どの酸化物からなる強誘電体材料または強磁性体材料か
ら適宜選択される。
（２）は、ＹＢａ2Ｃｕ3Ｏy超伝導体（ＹＢＣＯあるい
はＹ系超伝導体）またはＢｉ2Ｓｒ2Ｃａ3Ｏy超伝導体
（ＢＳＣＧＯあるいはＢｉ系超伝導体）などの酸化物超
伝導体などが用いられる。強誘電体薄膜（４）の材料と
しては、（Ｂａ1-xＳｒx）ＴｉＯ3誘電体（ＢＳＴＯ誘
電体）、Ｐｂ（ＺｒxＴｉ1-x）Ｏ3誘電体（ＰＺＴ誘電
体）、または、（Ｐｂ１−ｘＬａｘ）（ＺｒyＴｉ1-y）
誘電体（ＰＬＺＴ誘電体）などの酸化物誘電が用いられ
る。また、強磁性体薄膜（３）の材料としては、Ｌａ
1-xＳｒxＭｎＯ3磁性体（ＬＳＭＯ磁性体）、Ｎａ1-xＳ
ｒxＭｎＯ3磁性体（ＮＳＭＯ磁性体）、または、Ｐｒ
1-xＣａxＭｎＯ3磁性体（ＰＣＭＯ磁性体）などの酸化
物磁性体が用いられる。強誘電体薄膜（４）と強磁性体
薄膜（３）の代わりに強誘電性と強磁性を併せ持つ薄膜
が用いられる場合、この強誘電性と強磁性を併せ持つ薄
膜の材料は、ＢｉＭｎ3Ｏ（ＢＭＯ）、ＢｉＦｅＯ3−Ｂ
ａＴｉＯ3（ＢＦＯ−ＢＴＯ）、または、フェライトな
どの酸化物からなる強誘電体材料または強磁性体材料か
ら適宜選択される。
【００１３】これらの材料は、反応性蒸着法、ＭＢＥ
法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、レー
ザーアブレーション法または、気相成長法などにより、
超伝導体薄膜、強誘電体薄膜および強磁性体薄膜の３層
構造、または、超伝導体薄膜と強誘電性と強磁性を併せ
持つ薄膜の２層構造として形成される。
法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、レー
ザーアブレーション法または、気相成長法などにより、
超伝導体薄膜、強誘電体薄膜および強磁性体薄膜の３層
構造、または、超伝導体薄膜と強誘電性と強磁性を併せ
持つ薄膜の２層構造として形成される。
【００１４】この出願の発明の超伝導電磁波素子は、電
極（５）と磁場発生器（６）により、従来の電磁波素子
と同様に、強誘電体薄膜（４）または強誘電性と強磁性
を併せ持つ薄膜の誘電率、および、強磁性体薄膜または
強誘電性と強磁性を併せ持つ薄膜の透磁率を変化させる
ことが可能である。これに伴い、キャパシタンスおよび
インダクタンスが変化し、共振周波数や位相速度が変化
し、チューナブルフィルタやフェーズシフターの機能を
持つ。このとき、キャパシタンスもしくはインダクタン
スのどちらか一方だけを変化させると、素子の特性イン
ピーダンスも変化するために、線路とデバイスの間にイ
ンピーダンス不整合を生じ、デバイス効率が極端に低下
するという問題が生じる。従来の電磁波素子は、キャパ
シタンスもしくはインダクタンスのどちらか一方しか変
化することが出来ないために、この問題を解決すること
は難しかったが、この出願の発明の超伝導電磁波素子に
おいては、電極（５）と磁場発生器（６）により、キャ
パシタンスとリアクタンスの両方の変化を制御すること
が可能となる。特性インピーダンスＺ0は次式のよう
に、キャパシタンスＣとリアクタンスＬとの比の平方根
によって表される。
極（５）と磁場発生器（６）により、従来の電磁波素子
と同様に、強誘電体薄膜（４）または強誘電性と強磁性
を併せ持つ薄膜の誘電率、および、強磁性体薄膜または
強誘電性と強磁性を併せ持つ薄膜の透磁率を変化させる
ことが可能である。これに伴い、キャパシタンスおよび
インダクタンスが変化し、共振周波数や位相速度が変化
し、チューナブルフィルタやフェーズシフターの機能を
持つ。このとき、キャパシタンスもしくはインダクタン
スのどちらか一方だけを変化させると、素子の特性イン
ピーダンスも変化するために、線路とデバイスの間にイ
ンピーダンス不整合を生じ、デバイス効率が極端に低下
するという問題が生じる。従来の電磁波素子は、キャパ
シタンスもしくはインダクタンスのどちらか一方しか変
化することが出来ないために、この問題を解決すること
は難しかったが、この出願の発明の超伝導電磁波素子に
おいては、電極（５）と磁場発生器（６）により、キャ
パシタンスとリアクタンスの両方の変化を制御すること
が可能となる。特性インピーダンスＺ0は次式のよう
に、キャパシタンスＣとリアクタンスＬとの比の平方根
によって表される。
【００１５】
【数１】
【００１６】一方、電磁波素子の共振周波数ｆ0および
伝搬速度ｖpは以下の式で表される。
伝搬速度ｖpは以下の式で表される。
【００１７】
【数２】
【００１８】
【数３】
【００１９】したがって、キャパシタンスとリアクタン
スを同じ割合で変化させることにより、特性インピーダ
ンスは一定に保たれる。ゆえに、この出願の発明の電磁
波素子においては、特性インピーダンスを変化させるこ
と無く、共振周波数および伝搬速度を大きく変化させる
ことができるため、大可変量と低挿入損失の電磁波素子
を実現することが可能となる。
スを同じ割合で変化させることにより、特性インピーダ
ンスは一定に保たれる。ゆえに、この出願の発明の電磁
波素子においては、特性インピーダンスを変化させるこ
と無く、共振周波数および伝搬速度を大きく変化させる
ことができるため、大可変量と低挿入損失の電磁波素子
を実現することが可能となる。
【００２０】この出願の発明の超伝導電磁波素子におい
ては、電極（５）としてインターディジタル型電極を用
いても良い。この出願の発明の超伝導電磁波素子は、強
誘電体と強磁性体を用いるため、これらの材料のもつ自
発分極と自発磁化によって、チューニング状態を記憶さ
せるメモリ機能を持たせることも可能である。
ては、電極（５）としてインターディジタル型電極を用
いても良い。この出願の発明の超伝導電磁波素子は、強
誘電体と強磁性体を用いるため、これらの材料のもつ自
発分極と自発磁化によって、チューニング状態を記憶さ
せるメモリ機能を持たせることも可能である。
【００２１】超伝導体としてＹＢＣＯ超伝導体、強誘電
体としてＰＺＴ誘電体、強磁性体としてＬＳＭＯ磁性体
を選択し、レーザアブレーション法によりＬａＳｒＧａ
Ｏ4（ＬＳＧＯ）（００１）を基板とし、ＬＳＭＯ／Ｐ
ＺＴ／ＹＢＣＯ／／ＬＳＧＯ構造の超伝導電磁波素子を
作製した。得られたＬＳＭＯ／ＰＺＴ／ＹＢＣＯの３層
構造は、良好なｃ軸配向を示した。図２に、作製された
超伝導電磁波素子を構成するＰＺＴのＤ−Ｅ特性を、図
３に、作製された超伝導電磁波素子を構成するＬＳＭＯ
のＭ−Ｈ特性を、それぞれ示す。この結果より、ＰＺＴ
が強誘電性特性を有し、また、ＬＳＭＯが強磁性特性を
有することがわかる。また、ＹＢＣＯの超伝導臨界温度
Ｔｃも約８５Ｋであった。この結果は、作製された超伝
導電磁波素子が、メモリ機能を持つチューナブルマイク
ロ素子として有望であることを示している。
体としてＰＺＴ誘電体、強磁性体としてＬＳＭＯ磁性体
を選択し、レーザアブレーション法によりＬａＳｒＧａ
Ｏ4（ＬＳＧＯ）（００１）を基板とし、ＬＳＭＯ／Ｐ
ＺＴ／ＹＢＣＯ／／ＬＳＧＯ構造の超伝導電磁波素子を
作製した。得られたＬＳＭＯ／ＰＺＴ／ＹＢＣＯの３層
構造は、良好なｃ軸配向を示した。図２に、作製された
超伝導電磁波素子を構成するＰＺＴのＤ−Ｅ特性を、図
３に、作製された超伝導電磁波素子を構成するＬＳＭＯ
のＭ−Ｈ特性を、それぞれ示す。この結果より、ＰＺＴ
が強誘電性特性を有し、また、ＬＳＭＯが強磁性特性を
有することがわかる。また、ＹＢＣＯの超伝導臨界温度
Ｔｃも約８５Ｋであった。この結果は、作製された超伝
導電磁波素子が、メモリ機能を持つチューナブルマイク
ロ素子として有望であることを示している。
【００２２】
【発明の効果】この出願の発明により、特性インピーダ
ンスを変化させること無く、共振周波数および伝搬速度
を大きく変化させることが可能で、なおかつ、デバイス
効率の低下を防ぐことが可能な超伝導電磁波素子が提供
される。
ンスを変化させること無く、共振周波数および伝搬速度
を大きく変化させることが可能で、なおかつ、デバイス
効率の低下を防ぐことが可能な超伝導電磁波素子が提供
される。
【００２３】この電磁波素子を用いることにより、低損
失、軽量小型、かつ、メモリ機能を有するマイクロ波チ
ューナブルフィルタやフェーズシフターが実現し、通信
デバイスの発展に寄与する。
失、軽量小型、かつ、メモリ機能を有するマイクロ波チ
ューナブルフィルタやフェーズシフターが実現し、通信
デバイスの発展に寄与する。
【００２４】
【００２５】
【図１】この出願の発明に関する超伝導電磁波素子の構
造を示した概略図である。
造を示した概略図である。
【００２６】
【図２】試作された、この出願の発明の超伝導電磁波素
子を構成するＰＺＴ薄膜のＤ−Ｅヒステリシス特性を示
した図である。
子を構成するＰＺＴ薄膜のＤ−Ｅヒステリシス特性を示
した図である。
【００２７】
【図３】試作された、この出願の発明の超伝導電磁波素
子を構成するＬＳＭＯ薄膜のＭ−Ｈ特性を示した図であ
る
子を構成するＬＳＭＯ薄膜のＭ−Ｈ特性を示した図であ
る
【００２８】
１ 誘電性基板 ２ 超伝導体薄膜 ３ 強磁性体薄膜 ４ 強誘電体薄膜 ５ 電極 ６ 磁場発生器 ７ 入力端子 ８ 出力端子 ９ 共振素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 仲森 昌也 三重県熊野市有馬町5723−３ (72)発明者 藤巻 朗 愛知県春日井市柏原町５−353 (72)発明者 田畑 仁 大阪府吹田市上山田５−１−603 (72)発明者 川合 知二 大阪府箕面市小野原東５−26−15−615 Ｆターム(参考） 4M113 AC25 AC44 AD36 BA03 BA04 BA14 CA34 CA35 5J006 HB03 HB05 HD04 HD05 HD08 JA01 LA02 LA11 MA08 MA13 NA08 PB04 5J012 GA11 JA05
Claims (7)
- 【請求項１】 超伝導体薄膜、強誘電体薄膜および強磁
性体薄膜、または、超伝導体薄膜とともに強誘電性と強
磁性を併せ持つ薄膜が積層具備されていることを特徴と
する超伝導電磁波素子。 - 【請求項２】 誘電性基板と、この誘電性基板上に積層
された超伝導体からなる低損失線路並びに強誘電体薄膜
および強磁性体薄膜と、強誘電体薄膜の誘電率を変化さ
せるための電極と、強磁性体薄膜の透磁率を変化させる
ための磁場発生器とが具備されていることを特徴とする
請求項１記載の超伝導電磁波素子。 - 【請求項３】 誘電性基板と、この誘電性基板上に積層
された超伝導体からなる低損失線路および強誘電性と強
磁性を併せ持つ薄膜と、強誘電性と強磁性を併せ持つ薄
膜の誘電率を変化させるための電極と、強誘電性と強磁
性を併せ持つ薄膜の透磁率を変化させるための磁場発生
器とが具備されていることを特徴とする請求項１記載の
超伝導電磁波素子。 - 【請求項４】 低損失線路を構成する超伝導体が、ＹＢ
ａ2Ｃｕ3Ｏy超伝導体（ＹＢＣＯあるいはＹ系超伝導
体）またはＢｉ2Ｓｒ2Ｃａ3Ｏy超伝導体（ＢＳＣＧＯあ
るいはＢｉ系超伝導体）などの酸化物超伝導体からなる
ことを特徴とする請求項１記載の超伝導電磁波素子。 - 【請求項５】 強誘電体薄膜が、（Ｂａ1-xＳｒx）Ｔｉ
Ｏ3誘電体（ＢＳＴＯ誘電体）、Ｐｂ（ＺｒxＴｉ1-x）
Ｏ3誘電体（ＰＺＴ誘電体）、または、（Ｐｂ１−ｘＬ
ａｘ）（ＺｒyＴｉ1-y）誘電体（ＰＬＺＴ誘電体）など
の酸化物誘電体からなり、強磁性体薄膜が、Ｌａ1-xＳ
ｒxＭｎＯ3磁性体（ＬＳＭＯ磁性体）、Ｎａ1-xＳｒxＭ
ｎＯ3磁性体（ＮＳＭＯ磁性体）、または、Ｐｒ1-xＣａ
xＭｎＯ3磁性体（ＰＣＭＯ磁性体）などの酸化物磁性体
からなることを特徴とする請求項１記載の超伝導電磁波
素子。 - 【請求項６】 強誘電性と強磁性を併せ持つ薄膜が、Ｂ
ｉＭｎ3Ｏ（ＢＭＯ）、ＢｉＦｅＯ3−ＢａＴｉＯ3（Ｂ
ＦＯ−ＢＴＯ）、または、フェライトなどの酸化物から
なる強誘電体材料または強磁性体材料から作製されるこ
とを特徴とする請求項１記載の超伝導電磁波素子。 - 【請求項７】 請求項１の超伝導電磁波素子を製造する
方法であって、反応性蒸着法、ＭＢＥ法、スパッタリン
グ法、イオンプレーティング法、レーザーアブレーショ
ン法または、気相成長法により、超伝導体薄膜、強誘電
体薄膜および強磁性体薄膜の３層構造、または、超伝導
体薄膜と強誘電性と強磁性を併せ持つ薄膜の２層構造を
形成することを特徴とする超伝導電磁波素子製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11206646A JP2001036155A (ja) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | 電磁波素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11206646A JP2001036155A (ja) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | 電磁波素子 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001036155A true JP2001036155A (ja) | 2001-02-09 |
Family
ID=16526807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11206646A Pending JP2001036155A (ja) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | 電磁波素子 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001036155A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US10707547B2 (en) | 2018-06-26 | 2020-07-07 | Raytheon Company | Biplanar tapered line frequency selective limiter |
-
1999
- 1999-07-21 JP JP11206646A patent/JP2001036155A/ja active Pending
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