路径: 主页 > GB/T > 第432页 > GB/T 22586-2008 | 标准编号 | GB/T 22586-2008 (GB/T22586-2008) | | 中文名称 | 高温超导薄膜微波表面电阻测试 | | 英文名称 | Measurements of surface resistance of high temperature superconductor thin film at microwave frequencies | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | H21 | | 国际标准分类 | 77.040.99 | | 字数估计 | 24,239 | | 发布日期 | 2008-12-15 | | 实施日期 | 2009-05-01 | | 采用标准 | IEC 61788-7-2006, IDT | | 标准依据 | 国家标准批准发布公告2008年第21号(总第134号) | | 发布机构 | 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会 | | 范围 | 本标准规定了在微波频率下利用双谐振器法测试超导体表面电阻的方法。测试目标是在谐振频率下Rs随温度的变化。本标准适用于表面电阻的测试范围如下:—频率: 8GHz<f<30GHz—测试分辨率 | GB/T 22586-2008
Measurements of surface resistance of high temperature superconductor thin film at microwave frequencies
ICS ７７．０４０．９９
H２１
中华人民共和国国家标准
GB/T ２２５８６-２００８／IEC ６１７８８-７：２００６
高温超导薄膜微波表面电阻测试
（IEC ６１７８８-７：２００６，Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ-
Ｓｕｒｆａｃｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓａｔｍｉｃｒｏｗａｖｅｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ，ＩＤＴ）
２００８-１２-１５发布
２００９-０５-０１实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会发布
目次
前言 Ⅲ
引言 Ⅳ
１ 范围 １
２ 规范性引用文件 １
３ 术语和定义 １
４ 要求 １
５ 装置 １
５．１ 测试系统 １
５．２ RＳ测试腔体 ２
５．３ 介质柱 ２
６ 测试步骤 ４
６．１ 样品准备 ４
６．２ 系统构建 ４
６．３ 参考电平的测试 ４
６．４ 谐振器频响特性的测试 ５
６．５ 超导薄膜的表面电阻RＳ、标准蓝宝石柱的ε′和ｔａｎδ的确定 ６
７ 测试方法的精密度和精确度 ７
７．１ 表面电阻 ７
７．２ 温度 ７
７．３ 样品和支撑结构 ８
７．４ 样品的保护 ８
８ 测试报告 ８
８．１ 被测样品的标识 ８
８．２ RＳ值报告 ８
８．３ 测试条件报告 ８
附录Ａ（资料性附录） 与第１章～第８章相关的附加资料 ９
参考文献 １７
图１ 使用制冷机测试RＳ随温度变化特性的装置图 ２
图２ 典型的RＳ测试腔体示意图 ３
图４ 反射系数（S１１和S２２） ６
图５ 表４中术语的定义 ７
图Ａ．１ 各种测量微波表面电阻RＳ方法结构示意图 ９
图Ａ．２ 两端由两片沉积在介质基片上的超导薄膜短路圆柱形介质谐振器的几何结构 １１
图Ａ．４ 测量RＳ、ｔａｎδ的标准介质柱的电磁场结构 １２
图Ａ．５ 三种形式的谐振器的结构示意图 １２
图Ａ．６ 设计平行超导薄膜两端短路的ＴＥ０１１谐振器的模式图［２０］ １３
GB/T ２２５８６-２００８／IEC ６１７８８-７：２００６
图Ａ．７ 设计平行超导薄膜两端短路的ＴＥ０１３谐振器的模式图［２０］ １４
图Ａ．８ 闭合式ＴＥ０１１谐振器的模式图 １５
图Ａ．９ 闭合式ＴＥ０１３谐振器的模式图 １６
表１ １２ＧＨｚ、１８ＧＨｚ、２２ＧＨｚ时标准蓝宝石介质柱的典型尺寸 ４
表２ １２ＧＨｚ、１８ＧＨｚ、２２ＧＨｚ时超导薄膜的尺寸 ４
表３ 矢量网络分析仪的参数 ７
表４ 蓝宝石介质柱参数 ７
GB/T ２２５８６-２００８／IEC ６１７８８-７：２００６
前言
本标准等同采用IEC ６１７８８-７：２００６《电子性能测量 微波频率下超导体的表面电阻》（英文版），在
技术内容上与该国际标准一致。为了便于使用，本标准做了下列编辑性修改：
ａ） 用“本标准”代替“本国际标准”。
ｂ） 将“IEC/T Ｃ９０引言”改为“引言”等有关内容。
ｃ） 用小数点“．”代替作为小数的“，”。
本标准的附录Ａ为资料性附录。
本标准由国家超导技术联合研究开发中心和全国超导标准化技术委员会提出。
本标准由全国超导标准化技术委员会归口。
本标准负责起草单位：电子科技大学。
本标准参加起草单位：清华大学、南京大学、中国科学院物理研究所。
本标准主要起草人：罗正祥、刘宜平、李宏成、吉争鸣、郑东宁、许伟伟、张其劭、魏斌、曾成。
GB/T ２２５８６-２００８／IEC ６１７８８-７：２００６
引 言
自从一些钙钛矿结构铜氧化合物发现以来，国际上对高温氧化物超导体开展了广泛的研究与开发
工作，在高磁场设备、低损耗能量传输、电子学和许多其他技术领域的应用正在取得很大的进步。
在电子学的许多领域，特别是在电信领域，微波无源器件，例如超导滤波器，正在发展之中，并且已
经进入现场试验阶段［１，２］。
用于微波谐振器、滤波器、天线和延迟线的超导材料具有损耗非常低的优点。超导材料损耗特性对
新材料的开发和对超导微波器件的设计，都非常重要。超导材料微波表面电阻RＳ 和表面电阻随温度
的变化特性，是设计低损耗微波器件所需要的重要参数。
高温超导（ＨＴＳ）薄膜的最新进展，即它的RＳ值比一般金属低几个数量级，更增加了对用于测试这
个特性［３，４］的可靠技术的需要。传统的测量铌和其他低温超导材料的RＳ 的方法是：用被测材料制作一
个三维谐振腔，测试其Q值，通过计算电磁场在腔内的分布可以求得RＳ值。另外一种技术是在一个较
大的腔体内放入一个小样品。这种技术有许多形式，但是由实验测得的腔体总损耗计算高温超导薄膜
的损耗时，通常都包含了所引入的不确定度。
最好的高温超导薄膜是生长在平坦单晶衬底上的外延薄膜，到目前为止，在弯曲表面上还未能生长
出高质量的薄膜。对RＳ测量技术的要求是：可以用小的平坦的样品；不需要对样品做任何加工；不会
损坏或改变样品；高重复性；高灵敏度（低至铜表面电阻的千分之一）；动态范围大（高至铜的表面电阻）；
中等功率输入时可激励高的内部功率；温度变化范围宽（４．２Ｋ～１５０Ｋ）。
在数种确定微波表面电阻的方法［５，６，７］中，我们选择了介质谐振器法，因为到目前为止，这种方法是
最受欢迎和最实用的。特别是，蓝宝石谐振器是一种测试高温超导材料微波表面电阻RＳ 的极好
工具［８，９］。
本标准给出的测试方法也可应用于包括低临界温度材料在内的其他平板状超导块材。
本标准目的是给目前在电子学和超导体技术领域工作的工程师，提供一个适当的、得到认可的
技术。
本标准涵盖的测试方法是建立在ＶＡＭＡＳ（凡尔赛先进材料和标准项目）确定超导薄膜特性预标准
化工作的基础之上的。
GB/T ２２５８６-２００８／IEC ６１７８８-７：２００６
高温超导薄膜微波表面电阻测试
１ 范围
本标准规定了在微波频率下利用双谐振器法测试超导体表面电阻的方法。测试目标是在谐振频率
下RＳ随温度的变化。
本标准适用于表面电阻的测试范围如下：
２ 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有
的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究
是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T １３８１１-２００３ 电工术语 超导电性（IEC ６００５０-８１５：２０００，ＥＱＶ）
３ 术语和定义
本标准中术语和定义已在GB/T １３８１１-２００３中给出。
一般地，导体（包括超导体）的表面阻抗定义为导体表面电场切向分量Eｔ 与磁场切向分量 Hｔ
之比：
ZＳ＝Eｔ／Hｔ＝RＳ＋ｊXＳ
式中：
RＳ---表面电阻；
XＳ---表面电抗。
４ 要求
给加载超导薄膜样品的介质谐振器输入微波信号，通过测试介质谐振器在不同频率下的衰减可得到超导
薄膜表面电阻RＳ。测试频率在谐振频率中心附近扫描，记录下衰减频响特性可得到与损耗相关的Q值。
当测试温度在３０Ｋ～８０Ｋ之间时，这种方法的目标精密度，即变异系数（定义为标准偏差除以表
面电阻平均值）低于２０％。
为了保证测试者的安全和健康，使用前应建立适当的安全措施，并做一些限制。
这种类型的测试存在一定的危险。测试需要使用制冷设备对超导体进行冷却，使其处于超导态。
皮肤和冷腔体的直接接触，与液氮溅落在皮肤表面上一样，都会迅速引起冻伤。射频信号发生......
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