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Die Güte von Mikrowellenfiltern aus Hochtemperatur- Supraleitern, hergestellt durch naßchemisches Ätzen oder maskierte Ionenbestrahlung
Lukas Prochaska
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Betreuer*in
Wolfgang Lang
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29640.95954.592070-9
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Zweieinhalb Jahrzehnte nach der Entdeckung der Hochtemperatursupraleiter durch Bednorz und Müller gibt es einige Anwendungen dieser Materialien wie supraleitende Kabel oder supraleitende Spulen für Forschungsmagnete mit hohem Magnetfeld. Die erste weit verbreitete Anwendung dieser Materialien, in supraleitenden Empfängern in Front-Ends für Basisstationen der Mobilfunknetzwerke, erneuert das Interesse an Entwicklung und Design von supraleitender Filmtechnologie.
Diese Arbeit vergleicht supraleitende Microstrip-Resonatoren welche durch konventionelles Ätzen oder durch Masked Ion Beam direct Structuring (MIBS) hergestellt wurden. Dieses neuartige Verfahren verwendet Helium Ionen um Defekte in hochtemperatursupraleitenden Filmen hervorzurufen und kommt ohne das Ätzen des HTS Materials aus. MIBS zerstört die supraleitenden Eigenschaften der bestrahlten Teile des Films und belässt die Eigenschaften der vor Strahlung geschützten Teile intakt. Die Auflösung dieses Verfahrens ist im Wesentlichen nur von der verwendeten Maske abhängig und es konnte damit bereits erfolgreich Nanostrukturierung demonstriert werden. Während Ätzen oder ion milling Standardverfahren beim Strukturieren von HTS Filmen sind, ist MIBS relativ neu um makroskopische Strukturen auf HTS Filmen zu realisieren.
Der Gütefaktor der geätzten und bestrahlten Resonatoren wird als haupt- sächlicher Parameter zum Vergleich herangezogen. Um den Gütefaktor der Filter im supraleitenden Zustand zu erhalten, werden diese in ein Bad aus flüssigem Stickstoff getaucht und dort auf der Siedetemperatur desselben gehalten. Währenddessen wird die Antwortkurve mit einem Vektor Netzwerk Analysator aufgenommen. Das wichtigste Resultat dieser Arbeit ist die Erkenntnis, dass supraleitende Filter, die mit MIBS hergestellt wurden, einen etwas höheren Gütefaktor aufweisen als jene, die mit konventionellen Ätzmethoden fabriziert wurden.
Abstract
(Englisch)
Two decades after the discovery of hightemperature superconductors by Bednorz and Müller there are several applications like superconducting cables and superconducting coils for research magnets. The first widespread application of these materials in superconducting receiver front ends for wireless communication base station systems renews the interest in development and design of HTS superconducting film technology.
The presented work qualitatively compares superconducting microstripresonators produced by conventional etching processes and masked ion beam direct structuring (MIBS). This novel method uses He+ ions to create defects in high temperature superconducting films instead of the common etching procedure for HTS material. MIBS converts the irradiated parts of the film to non-superconducting areas whereas the protected ones stay intact concerning their superconducting properties. The resolution of the structuring process is only limited by the masking technique and nanostructuring has been successfully demonstrated with this method. While wet etching or ion milling are standard methods to achieve high temperature superconducting microstrip circuits, MIBS is a novel technique in macroscopic structuring of films.
The essential parameter for comparison of the etched and MIBS structured microstripresonators is the quality factor of the resonance peaks. To obtain the quality factor of a particular filter structure in the superconducting state, the sample was immersed in liquid nitrogen while its response curve was measured using a vector network analyzer. The main result of this work is the finding that superconducting filters fabricated by MIBS had a slightly higher quality factor as compared to filters prepared by the conventional etching procedure.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
HTS high-temperature superconductor microwave microstrip dipole resonator filter quality MIBS
Schlagwörter
(Deutsch)
HTS Hochtemperatursupraleiter Mikrowellen Microstrip Dipol Resonator Filter Güte MIBS
Autor*innen
Lukas Prochaska
Haupttitel (Englisch)
Die Güte von Mikrowellenfiltern aus Hochtemperatur- Supraleitern, hergestellt durch naßchemisches Ätzen oder maskierte Ionenbestrahlung
Publikationsjahr
2013
Umfangsangabe
71 S. : graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Wolfgang Lang
Klassifikationen
33 Physik > 33.00 Physik: Allgemeines ,
33 Physik > 33.05 Experimentalphysik
AC Nummer
AC10846616
Utheses ID
23346
Studienkennzahl
UA | 411 | | |