Abstract
超導體在臨界溫度以下，直流阻抗趨近於零。即使對交流頻率的電磁 波而 言，其表面阻抗﹙Surface Resistance，簡稱Rs﹚也比一般金屬如 金，銅等小 一個數量級以上。故以此製成之微波元件，可因低阻抗而使 效能大幅提昇。傳 統超導體須以液氦冷卻，成本極高。相對於此，高溫 超導製程成的微波元件只 需維持在液氮的溫度而有更高的應用性。 超導薄膜高頻微波阻抗的量測的困難之處，在於共振腔中腔壁金屬的交流 阻抗，比同溫的超導薄膜大上一個數量級以上。也就是說，背景Rs比待測 樣品 的Rs值高。如何過濾與去除背景Rs，同時克服測量過程中傳輸線引 起的損失， 以提高超導薄膜Rs的解析率便是最重要的。 目前各種量測超導薄膜Rs的方法各有一些缺點，如解析度過低﹙腔壁取代 法﹚，量測溫度受限﹙超導共振腔量測法﹚，處理數據繁複﹙平行板共振 器量 測法﹚， 樣品尺寸受限於導波管幾何形狀﹙穿透法﹚， 微帶線路 需經蝕刻﹙ 微帶共振器﹚，等等。1990年杜邦首先於IEEE發表以介質共 振器量測超導薄膜 高頻微波阻抗的方法。 此量測法最主要的優點為超導薄膜不受破壞，變溫量測範圍廣，介質介電 常數高，可將電磁場限制於介質圓柱內產生共振，離開圓柱後迅速衰減， 因此 在銅壁上造成的能量損失極小。因此可得到高的Q 值以及解析度。 因此必須選 擇適當的共振模態，以達到此目的。 本論文主要在敘述如何以一自製的介質共振器量測超導薄膜高頻微波阻抗 ，並處理實驗數據，以了解此一自製的介質共振器之量測解析度。並進而 討論 介質共振器的Rs解析率，模態選擇，共振器本身幾何結構與模態耦 合，傳輸損 失，介電係數張量之間的關係。進而檢討出如何透過模態與 幾何結構的選擇等 方式來改良此一共振器的量測解析度。