일반기술

고온 초전도체가 존재하는 칩을 이용한 장치

본 기술은 마이크로파와 밀리미터파 장치를 만들기 위하여 고온 초전도 물질의 고성능 (저손실) 필름을 가진 칩을 이용하는 기술이다. 칩들은 전자기적인 방사선에 노출된 장치의 표면에 배열된다. 칩의 기질면은 방사선과 접하며, 필름면은 장치 표면에 접한다. 칩은 장치의 작동 시 그들의 장점을 유지하기 위하여 금속 고리들에 의하여 연결되어진다. 또한, 칩은 장치의 정상 전도 표면의 표면 저항 (Rs)을 줄인다. 한편, 본 기술의 칩은 공동 (cavity)과 같은 비평면 모양을 만들며 큰 면적의 평면 장치를 만들기 위하여 사용될 수 있다. 본 칩은 기질 위에 형성된 고온 초전도 필름을 포함하는 별개의 요소가 표면에 배열되며, 마이크로파 또는 밀리미터파 스펙트럼의 전자기적인 방사선 노출되는 표면을 가진 구조이다. 전통적으로, 저온 초전도 물질은 마이크로파 주파수에서 매우 높은 Q 공동 (cavity)에 대해 옴 손실(ohmic losses, 저항의 손실)을 줄이기 위하여 사용되어 왔다. 그러나, 저온 초전도 물질은 많은 단점을 포함하고 있다. 예를 들면, 액체 헬륨을 만들기 위한 온도에서 동작해야 하기 때문에 장치의 동작에 많은 제약이 따른다. 부가적으로, 밀리미터파 적외선 지역에서 양자들은 초전도 에너지 갭을 넘어서는 전이를 일으킨다. 양자들이 초전도 에너지 갭을 넘어서게 되면 초전도 특성이 사라지게 된다. 고온 초전도 (HTSC) 물질들은 절대온도 25도 이상에서 초전도 상태가 발생하는 전이가 일어나는 현상으로부터 발견되었다. 이러한 고온 초전도 물질들은 바륨과 구리 산화물과 함께 결합된 이트륨, 란타늄 그리고 유로퓸 등과 같이 지구상에서 드문 요소들을 포함하고 있다. 예로서, 고온 초전도 물질은 Y-Ba-Cu-O 시스템이다. 본 기술의 가장 큰 목적은 무엇보다도 넓은 면적과 더 복잡한 형태의 마이크로파와 밀리미터파 장치를 만들기 위해 박막 고온 초전도 필름 칩을 이용하는 것이다. 또한, 마이크로나 밀리미터파 장치를 제조할 때 고온 초전도 필름의 낮은 표면 저항을 이용하는 것이다. 한편, 전자기적인 마이크로파나 밀리미터파에 노출되는 금속 표면을 고성능, 저손실 고온 초전도 박막으로 보호하고자 하는 것도 중요한 목적 중의 하나이다.고온 초전도를 이용한 마이크로파 또는 밀리미터파 장치다양한 모양, 넓은 면적의 장치 제조 가능고온 초전도 물질이기 때문에 장치의 동작에 대한 제약이 적음고성능, 저손실의 박막 고온 초전도 물질을 이용함