Abstract
超導體的重要應用之一為製作成微波元件，利用超導的低阻抗特性，減少微波傳遞時，在波導壁所消耗的能量。同時因為超導電的關係，讓超導波導壁可以承受較大的電流。因此了解超導材料的微波表面阻抗，對材料在微波元件的製作上，有著重要的參考價值。 這實驗最主要的目的是探討單晶粒YBCO超導塊材作為微波元件之可行性。我們已成功完成測量微波表面阻抗隨溫度改變的裝置整套設備，可用來測量超導塊材或薄膜的表面阻抗(surface impedance)。利用共振腔量測法(腔壁底部用超導樣品取代)，我們設計了一個共振腔(cavity)，共振頻率(resonant frequency)為28GHz，共振模式(resonant mode)為TE011mode。共振腔品質因數(quality factor) Q0值與共振腔的設計及共振腔表面電阻Rs有關係。由共振腔品質因數Q0值隨溫度的關係，可得到Rs隨溫度的關係，進而可換算成超導穿透深度(penetration depth) 隨溫度的關係。 利用已建立起的實驗設備，用來量測最近才開發成功的單晶粒Y-Ba-Cu-O超導樣品的微波性質。單晶粒Y-Ba-Cu-O超導樣品因無晶界弱連接(weak coupling)的阻礙，超導電流密度Jc遠大於一般因燒結的多晶質(polycrystalline)高溫超導材料。然而，我們的實驗結果顯示因製程的關係超導單晶樣品內部存在有大量氣泡，故表面無法處理的很平坦，單晶樣品的微波性質反而不如多晶樣品。