(57)【要約】【課題】小型でより低損失（高無負荷Ｑ）を得るための、銅酸化物高温超伝導体を用いた誘電体導波管及びその製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】（００１）、（１００）又は（０１０）面の表面を有する第１の単結晶酸化マグネシウムブロック１０１と、上記表面上に、該表面に対し垂直にｃ軸結晶配向して形成される第１の銅酸化物超伝導体膜１０４とを有する誘電体導波管及びその製造方法が提供される。【選択図】　　　　図１
2004096471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（００１）、（１００）又は（０１０）面の表面を有する第１の単結晶酸化マグネシウムブロックと、
前記表面上に、該表面に対し垂直にｃ軸結晶配向して形成される第１の銅酸化物超伝導体膜と
を有する誘電体導波管。
【請求項２】
さらに、（００１）、（１００）又は（０１０）面の表面を有する第２の単結晶酸化マグネシウムブロックと、
前記第２の単結晶酸化マグネシウムブロックの表面上に、該表面に対し垂直にｃ軸結晶配向して形成される第２の銅酸化物超伝導体膜とを有し、
前記第１の単結晶酸化マグネシウムブロックは、４５度ベント構造を形成するための（０１１）、（１０１）又は（１１０）の表面を有し、該表面上に前記第２の銅酸化物超伝導体膜が接触する請求項１記載の誘電体導波管。
【請求項３】
前記第１の銅酸化物超伝導体膜は、Ｂｉｎ１Ｓｒｎ２Ｃａｎ３Ｃｕｎ４Ｏｎ５　（１．８≦ｎ１≦２．２，　１．８≦ｎ２≦２．２，　０．９≦ｎ３≦１．２，　１．８≦ｎ４≦２．２，　７．８≦ｎ５≦８．４）、Ｐｂｋ１Ｂｉｋ２Ｓｒｋ３Ｃａｋ４Ｃｕｋ５Ｏｋ６　（１．８≦ｋ１＋ｋ２≦２．２，　０≦ｋ１≦０．６，　１．８≦ｋ３≦２．２，　１．８≦ｋ４≦２．２，　１．８≦ｋ５≦２．２，　９．５≦ｋ６≦１０．８）、Ｙｍ１Ｂａｍ２Ｃｕｍ３Ｏｍ４　（０．５≦ｍ１≦１．２，　１．８≦ｍ２≦２．２，　２．５≦ｍ３≦３．５，　６．６≦ｍ４≦７．０）、ＲＥｐ１Ｂａｐ２Ｃｕｐ３Ｏｐ４　（ＲＥ：　希土類元素のうちＬａ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕのいずれかからなる，　０．５≦ｍ１≦１．２，　１．８≦ｍ２≦２．２，　２．５≦ｍ３≦３．５，　６．６≦ｍ４≦７．０）の結晶構造異方性を示す何れか１種類以上の酸化物高温超伝導体である請求項１記載の誘電体導波管。
【請求項４】
さらに、前記第１の銅酸化物超伝導体膜の表面に形成される銀を含む保護膜を有する請求項１記載の誘電体導波管。
【請求項５】
さらに、前記第１の銅酸化物超伝導体膜に他の部材を接着するために形成される、ガラスフリットを含まない有機物及び銀粉末を含む銀ペースト、又はインジウムの接着膜を有する請求項１記載の誘電体導波管。
【請求項６】
さらに、前記第１の銅酸化物超伝導体膜が形成された前記第１の単結晶酸化マグネシウムブロックを他の部材に固定するために、前記第１の銅酸化物超伝導体膜に直接密着する部分をコバール、インバー、酸化マグネシウム焼結体、安定化ジルコニア、部分安定化ジルコニア、１００Ｋ以下でも変形可能なポリテトラフルオロエチレン、エチレンテトラフルオロエチレンの何れか１種類以上で構成した固定具を有する請求項１記載の誘電体導波管。
【請求項７】
さらに、前記第１の銅酸化物超伝導体膜が形成された前記第１の単結晶酸化マグネシウムブロックを固定するための台座を有する請求項１記載の誘電体導波管。
【請求項８】
前記第１の単結晶酸化マグネシウムブロックは、前記台座に機械的に固定される請求項７記載の誘電体導波管。
【請求項９】
（００１）、（１００）又は（０１０）面の表面を有する第１の単結晶酸化マグネシウムブロックを準備する準備工程と、
前記表面上に、該表面に対し垂直にｃ軸結晶配向する第１の銅酸化物超伝導体膜を形成する形成工程と
を有する誘電体導波管の製造方法。
【請求項１０】
前記形成工程は、スパッタ法又はＰＬＤ（ｐｕｌｓｅ　ｌａｓｅｒ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により第１の銅酸化物超伝導体膜を形成する請求項９記載の誘電体導波管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ波、準ミリ波、ミリ波、サブミリ波等の高周波電気信号を伝送するための誘電体導波管及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ミリ波を中心とした周波数帯では、導波管による回路、いわゆる立体回路がしばしば使用される。この導波管の断面寸法は周波数が上がるほど、１／２波長を基準に考えて、一般に小型の寸法にできる。また導波管内の空洞の空間を、誘電体物質で埋めた構造にすることで、導波管内の寸法はεｒ−１／２倍の大きさにでき小型化できることが知られており、誘電体導波管回路と呼ばれている（小西良弘著、マイクロ波回路の基礎とその応用、ｐ２３９、総合電子出版社、１９９０．）。ここで、εｒは該誘電体物質の比誘電率を表わす。
【０００３】
これらの導波管において、伝送路や共振器などの応用では、電磁界の信号エネルギーの損失が問われる。これらの損失は導体、誘電体におけるエネルギー損失が支配的であり、導体による損失は表面抵抗が増加するほど増加し、誘電体による損失は誘電損失（ｔａｎδ）が増加するほど増加する。
【０００４】
また、金属超伝導体や酸化物超伝導体を導体として用いた低損失な導波管が研究開発されており、ニオブを用いた導波管型の空洞共振器は粒子加速器で実用になっている。
【０００５】
一方、ＭｇＯ単結晶の（００１）表面上では（立方晶なので、実質的に（００１），（０１０），（１００）面は同じ物性）、強いｃ軸結晶配向した銅酸化物超伝導膜が、スパッタ法、ＰＬＤ（ｐｕｌｓｅ　ｌａｓｅｒ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法など、複数の方法で得られることが知られている。これらの成膜として、減圧酸素雰囲気の基板の上に６００〜８００℃程度の高温環境で堆積する方法があげられる。これらのｃ軸配向した膜は、ａ軸配向した膜に比べ、臨界温度Ｔｃ以下の低温下で、膜面方向に超伝導電流を流しやすいことが知られている。該銅酸化物超伝導体の臨界温度Ｔｃは、材料によるが、数十Ｋ以上のものが知られている。
【０００６】
また、導波管回路は、マイクロストリップライン型、コプレーナ型などの平面型回路に比べ、一般に低損失にしやすいが大きくなりやすい。
また、銅酸化物超伝導体膜を形成した基板を用い、超伝導平面型回路の形成が多数の機関で研究開発されている。これらは、準マイクロ波、マイクロ波では、通常の電気良導体である銅、金、銀、アルミニウムなどを回路伝送路の導体として用いた同様形態の回路に比べ、低損失（高無負荷Ｑ）の回路を形成できることが認識されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、小型でより低損失（高無負荷Ｑ）を得るための誘電体導波管及びその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の一観点によれば、（００１）、（１００）又は（０１０）面の表面を有する第１の単結晶酸化マグネシウムブロックと、上記表面上に、該表面に対し垂直にｃ軸結晶配向して形成される第１の銅酸化物超伝導体膜とを有する誘電体導波管及びその製造方法が提供される。
【０００９】
第１の単結晶酸化マグネシウムブロックの表面上に対して垂直にｃ軸結晶配向する第１の銅酸化物超伝導体膜を形成することにより、小型かつ低損失（高無負荷Ｑ）の誘電体導波管を提供することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態による誘電体導波管を示す。この誘電体導波管は、直線型の伝送路を持つ。この誘電体導波管は、マイクロ波、準ミリ波、ミリ波、サブミリ波等の高周波電気信号を伝送することができる。
【００１１】
単結晶酸化マグネシウム（ＭｇＯ）ブロック１０１は、ＭｇＯ単結晶の直方体ブロックである。ＭｇＯブロック１０１の６面は、（１００）、（０１０）、（００１）面のいずれかの結晶方位面を示す。銅酸化物超伝導体膜１０４は、主成分がＧｄＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ（ｘ＝６．８〜７．０）のＧｄ−ＢａＣｕ−Ｏ系材料である。銅酸化物超伝導体膜１０４は、ＭｇＯブロック１０１の６面中のＸＺ面の２面、及びＸＹ面の２面に約０．８μｍの膜厚で形成される。この際、銅酸化物超伝導体膜１０４は、ＭｇＯブロック１０１の面に対し垂直にｃ軸の結晶方向を持つように形成される。この詳細は、後に図２（Ａ）〜（Ｄ）を参照しながら説明する。
【００１２】
ＭｇＯブロック１０１において、ＹＺ面の２面は入力ポート面及び出力ポート面である。入力ポート面に入力電気信号（電磁波）１１１が入力され、出力ポート面から出力電気信号（電磁波）１１２が出力される。入力ポート面及び出力ポート面には、銅酸化物超伝導体膜１０４が形成されない。
【００１３】
固定具１０３及び１０６は、黄銅製であり、それぞれインジウム１０２及び１０７を介して、銅酸化物超伝導体膜１０４が形成されたＭｇＯブロック１０１を固定（接着）するためのものである。台座１０８は、銅酸化物超伝導体膜１０４が形成されたＭｇＯブロック１０１を固定するための黄銅製板である。固定具１０３，１０６と台座１０８との間は、それぞれＭ１．２のネジで２箇所ずつ固定される。これにより、銅酸化物超伝導体膜１０４が形成されたＭｇＯブロック１０１は、台座１０８に機械的に固定される。ＭｇＯブロック１０１と黄銅製の部材（固定具１０３，１０６及び台座１０８）とは、熱膨張率が異なる。それらの間に介在するインジウム１０２，１０７は、上記の熱膨張率の違いを吸収するための緩衝材である。
【００１４】
中心周波数が１５ＧＨｚで帯域が１ＧＨｚ程度の電磁界信号をＴＥ０１モードで通過させる場合、ＭｇＯブロック１０１の入力ポート面及び出力ポート面の寸法を０．４ｃｍ角程度にすれば、伝送信号周波数が遮断周波数以上となり使用できる。この場合、Ｙ方向及びＺ方向の寸法は同じであっても、同じでなくともよい。上記の周波数領域で、動作温度７０Ｋ付近、誘電体導波管の長さが５〜７ｃｍの範囲程度の寸法では、誘電損失（ｔａｎδ）が１０−５以下のＭｇＯブロック１０１を用いることができる。
【００１５】
以上、本実施形態によれば、動作温度７０Ｋでは、室温動作の銅製または内面を銀めっきした空洞型導波管に比べ、ＴＥ０１モードでは伝送損失を１／３〜１／１０程度に減らせ、かつ信号伝送方向に対し垂直面の面積を、通常の空洞型の導波管に比べ１／９〜１／１０程度に減らせるという効果がある。
【００１６】
図２（Ａ）は、図１の銅酸化物超伝導体膜１０４が形成されたＭｇＯブロック１０１の製造方法を示す。
まず、　（００１）、（１００）又は（０１０）面の表面を有するＭｇＯブロック１０１を準備する。図２（Ｃ）に示すように、ＭｇＯブロック１０１の立方晶ユニットセル１２２は、ａ軸、ｂ軸及びｃ軸がすべて約４．２ｎｍの同じ長さであり、この場合、通常、軸長は１種類の軸長で代表される。ＭｇＯ単結晶の塊を所定の方位でカットして、ＭｇＯブロック１０１を形成する。ＭｇＯブロック１０１の６面は、（００１）、（０１０）又は（１００）面のいずれかになる。これら（００１）、（０１０）及び（１００）面は実質的に同じ物性である。すなわち、ＭｇＯブロックの６面のいずれの面にも、銅酸化物超伝導体膜１０４が形成可能である。
【００１７】
次に、ＭｇＯブロック１０１の（００１）、（０１０）又は（１００）表面上に、該表面に対し垂直にｃ軸結晶配向する銅酸化物超伝導体膜１０４をスパッタ法又はＰＬＤ（ｐｕｌｓｅ　ｌａｓｅｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等により形成する。例えば、減圧酸素雰囲気のＭｇＯブロック１０１上に６００〜８００℃程度の高温環境で銅酸化物超伝導体膜１０４を堆積することができる。
【００１８】
図２（Ｄ）に示すように、例えば、ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ（ｘ＝６〜７）の銅酸化物超伝導体膜１０４のユニットセル（単位格子）１２３は、結晶構造異方性を有する正方晶又は斜方晶であり、ａ軸及びｂ軸の長さ（すなわち格子定数ａ，ｂ）が約３．８〜３．９ｎｍ、ｃ軸の長さ（すなわち格子定数ｃ）が約１１〜１２ｎｍを示すことが知られている。正方晶は、ユニットセルにおけるａ軸及びｂ軸の長さが同じである。斜方晶は、ａ軸及びｂ軸の長さがわずかに異なる。また、ユニットセル１２３は、ｃ軸に対して垂直方向に超伝導電流１２１が流れ易い性質を有することが知られている。
【００１９】
図２（Ｂ）に示すように、ＭｇＯブロック１０１の（００１）、（０１０）又は（１００）表面上に、該表面に対し垂直にｃ軸結晶配向する銅酸化物超伝導体膜１０４のユニットセル１２３を形成する。ＭｇＯブロック１０１のユニットセル１２２のａ軸及びｂ軸の長さ（約４．２ｎｍ）と銅酸化物超伝導体膜１０４のユニットセル１２３のａ軸及びｂ軸の長さ（約３．８〜３．９ｎｍ）とは近い値であるので、結晶格子の整合の点ではエピタキシャル成長に有利であり、ＭｇＯブロック１０１の表面上に、その表面に対してｃ軸配向した銅酸化物超伝導体膜１０４がエピタキシャル成長し易いことが知られている。銅酸化物超伝導体膜１０４をｃ軸配向させることにより、ａ軸配向の場合に比べ、超伝導電流１２１を流し易くすることができる。これにより、図２（Ａ）に示すように、銅酸化物超伝導体膜１０４内に効率的に超伝導電流１２１を流すことができる。
【００２０】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態による誘電体導波管を示す。以下、第２の実施形態の誘電体導波と第１の実施形態（図１）の誘電体導波管との違いを説明する。その他の点は同じである。図１の誘電体導波管では緩衝材としてインジウム１０２，１０７を設けたが、図３の誘電体導波管では緩衝材を用いない。
【００２１】
固定具１３３及び１３６は、直接、銅酸化物超伝導体膜１０４に密着される。台座１３８も、直接、銅酸化物超伝導体膜１０４に密着される。固定具１３３，１３６及び台座１３８は、ＭｇＯブロック１０１に対して熱膨張率の近い材料であり、例えば、コバール、インバー、酸化マグネシウム焼結体、安定化ジルコニア、部分安定化ジルコニア等である。また、固定具１３３，１３６及び台座１３８は、１００Ｋ以下でも変形可能なＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン：Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ＥＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレン：Ｅｔｈｙｌｅｎｅ　Ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）等でもよい。
【００２２】
以上のように、固定具１３３，１３６及び台座１３８は、銅酸化物超伝導体膜１０４が形成されたＭｇＯブロック１０１を固定するためのものであり、銅酸化物超伝導体膜１０４に直接密着する部分をコバール、インバー等の金属としては低熱膨張係数の合金、酸化マグネシウム焼結体、安定化ジルコニア、部分安定化ジルコニア、１００Ｋ以下でも変形可能なＰＴＦＥ、ＥＴＦＥの何れか１種類以上で構成したものが好ましい。
【００２３】
（第３の実施形態）
図４は、本発明の第３の実施形態による４５度ベント構造の誘電体導波管を示す。この誘電体導波管は、直角に曲がった部分を有する４５度ベント構造の伝送路を持つ。単結晶ＭｇＯブロック２０１は、直角に曲がった直方体ブロックであり、ＸＹ面及びＹＺ面に対して４５度、及びＸＺ面に対して９０度の面を有する。以下、この面を４５度ベント面と呼ぶ。ＭｇＯブロック２０１表面において、ＸＹ面、ＸＺ面及びＹＺ面のそれぞれの面は、（１００）、（０１０）、（００１）のいずれかの結晶方位面である。４５度ベント面は、（０１１）、（１０１）又は（１１０）の結晶方位面である。
【００２４】
ＭｇＯブロック２０１表面において、入力ポート面と出力ポート面を除き、ＸＹ面、ＸＺ面及びＹＺ面に銅酸化物超伝導体膜２０３を形成する。銅酸化物超伝導体膜２０３は、主成分がＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ（ｘ＝６．８〜７．０）のＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系材料であり、ＭｇＯブロック２０１の面に対し垂直にｃ軸の結晶方向を持つように形成される。銅酸化物超伝導体膜２０３の膜厚は、例えば約０．６μｍである。
【００２５】
台座２０２は、導波管（銅酸化物超伝導体膜２０３が形成されたＭｇＯブロック２０１）を固定するための純度９９％以上のＭｇＯ焼結基板である。接着膜２０４は、ガラス成分としてよく用いられるＳｉＯ２，ＰｂＯ，Ａｌ２Ｏ等を主成分としたガラスフリットを用いない有機物と銀粉末（平均粒径０．５μｍ〜５μｍ）からなる銀ペーストを焼結して形成される。ＭｇＯブロック２０１に銅酸化物超伝導体膜２０３を形成後、銅酸化物超伝導体膜２０３と台座２０２との対向面に該銀ペーストを３０μｍ厚程度に塗布する。次に、導波管２０１，２０３と台座２０２を合わせ、乾燥させた後に、８００℃以上、酸化雰囲気中（大気、酸素中など）で焼成することで、銀ペーストによる接着膜２０４を形成する。これにより、導波管２０１，２０３は、台座２０２に固定される。銀ペーストにＳｉＯ２，ＰｂＯ，Ａｌ２Ｏ等を主成分としたガラスフリットを含んだ場合、上記のガラスフリットは、銅酸化物超伝導体膜２０３と反応し、超伝導特性を損なわせてしまうことが多いので好ましくない。一方、上記のガラスフリットを含まない銀ペーストは、焼結中、銅酸化物超伝導体膜２０３と反応しにくく、超伝導特性を維持させることができ、好ましい。
【００２６】
また、銅酸化物超伝導体膜２０５は、主成分がＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ（ｘ＝６．８〜７．０）のＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系材料の膜であり、単結晶ＭｇＯブロック２０６上に形成される。ＭｇＯブロック２０６は、（００１）、（１００）又は（０１０）面の表面を有する。銅酸化物超伝導体膜２０５は、ＭｇＯブロック２０６の（００１）、（１００）又は（０１０）表面上に、該表面に対し垂直にｃ軸結晶配向して形成される。銅酸化物超伝導体膜２０５のエリアは、ＭｇＯブロック２０１の４５度ベント面のエリアに対応する。以下の方法により、銅酸化物超伝導体膜２０５は、ＭｇＯブロック２０１の４５度ベント面に接触し固定される。
【００２７】
まず、上記と同じ種類の銀ペーストの接着膜２０８をＭｇＯ焼結体ブロック２０７の下面及び左側面上に３０μｍ厚程度に塗布する。次に、銅酸化物超伝導体膜２０５が形成されたＭｇＯブロック２０６を間に挟んで、ＭｇＯブロック２０７とＭｇＯブロック２０１とを密着させて固定用ジグで固定する。固定した状態で乾燥し、その後、８００℃以上、酸化雰囲気中（大気、酸素中など）で焼成することで、銀ペーストによる接着膜２０８を形成し固定する。接着膜２０８は、ＭｇＯブロック２０７と台座２０２との間を接着し、ＭｇＯブロック２０７とＭｇＯブロック２０６との間を接着する。これにより、銅酸化物超伝導体膜２０５は、ＭｇＯブロック２０１の４５度ベント面に接触固定される。
【００２８】
ＭｇＯブロック２０１は、４５度ベント面を有する。この４５度ベント面は、（０１１）、（１０１）又は（１１０）の表面を有し、この表面上に銅酸化物超伝導体膜をエピタキシャル成長させることは困難である。そこで、上記のように、４５度ベント面に銅酸化物超伝導体膜２０５を機械的に密着させることにより、４５度ベント構造の誘電体導波管を形成する。
【００２９】
中心周波数が４０ＧＨｚで帯域が１ＧＨｚ程度の電磁界信号をＴＥ０１モードで通過させる場合、及びＭｇＯブロック２０１の入力ポート面及び出力ポート面の寸法が０．１５ｃｍ角程度の場合、伝送信号周波数が遮断周波数以上となり使用できる。この場合、Ｙ方向及びＺ方向の寸法は同じであっても、同じでなくともよい。上記の周波数領域で、動作温度６０Ｋ付近、誘電体導波管の長さが５〜７ｃｍの範囲程度の寸法では、該誘電体としてＭｇＯ結晶を選べば、誘電損失（ｔａｎδ）が１０−４〜１０−５程度のものを用いることができる。以上、本実施形態によれば、動作温度６０Ｋでは、室温動作の銅製または内面を銀めっきした空洞型導波管に比べ、ＴＥ０１モードでは伝送損失を１／２〜１／１０程度に減らせ、かつ信号伝送方向に対し垂直面の面積を、通常の空洞型の導波管に比べ１／９〜１／１０程度に減らせるという効果がある。
【００３０】
なお、銀ペースト２０４は、台座２０２と導波管２０１，２０３とを接着するための接着膜として設けたが、図５に示すように、銀ペースト２２１を、ＭｇＯブロック２０１上の銅酸化物超伝導体膜２０３の表面を覆うように設けてもよい。この銀ペースト２２１は、接着膜としての機能の他、銅酸化物超伝導体膜２０３のハンドリング上の保護膜としての機能を持つ。銀ペースト２２１は、上記の要領で塗布、乾燥、焼成し、保護膜として形成することができる。第１及び第２の実施形態の導波管においても、同様に保護膜を形成してもよい。
【００３１】
上記の第１〜第３の実施形態によれば、ＭｇＯブロックの（００１）、（１００）又は（０１０）表面上に、該表面に対し垂直にｃ軸結晶配向する銅酸化物超伝導体膜を形成する。この誘電体導波管は、ＭｇＯブロックを誘電体とし銅酸化物超伝導体膜を導体膜とした導波管であり、信号伝送方向に対して垂直の断面が長方形又は正方形である。例えば動作温度７０Ｋ、準ミリ波の２０ＧＨｚ帯の周波数では、室温動作の銅製導波管に比べ、伝送損失を数分１程度に減らせ、かつ信号伝送方向に対し垂直面の面積を、通常の空洞型の導波管に比べ１／９〜１／１０程度に減らせる。すなわち、小型かつ低損失（高無負荷Ｑ）の誘電体導波管を提供することができる。
【００３２】
なお、上記の銅酸化物超伝導体膜は、Ｂｉｎ１Ｓｒｎ２Ｃａｎ３Ｃｕｎ４Ｏｎ５　（１．８≦ｎ１≦２．２，　１．８≦ｎ２≦２．２，　０．９≦ｎ３≦１．２，　１．８≦ｎ４≦２．２，　７．８≦ｎ５≦８．４）、Ｐｂｋ１Ｂｉｋ２Ｓｒｋ３Ｃａｋ４Ｃｕｋ５Ｏｋ６　（１．８≦ｋ１＋ｋ２≦２．２，　０≦ｋ１≦０．６，　１．８≦ｋ３≦２．２，　１．８≦ｋ４≦２．２，　１．８≦ｋ５≦２．２，　９．５≦ｋ６≦１０．８）、Ｙｍ１Ｂａｍ２Ｃｕｍ３Ｏｍ４　（０．５≦ｍ１≦１．２，　１．８≦ｍ２≦２．２，　２．５≦ｍ３≦３．５，　６．６≦ｍ４≦７．０）、ＲＥｐ１Ｂａｐ２Ｃｕｐ３Ｏｐ４　（ＲＥ：　希土類元素のうちＬａ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕのいずれかからなる，　０．５≦ｍ１≦１．２，　１．８≦ｍ２≦２．２，　２．５≦ｍ３≦３．５，　６．６≦ｍ４≦７．０）の結晶構造異方性を示す何れか１種類以上の酸化物高温超伝導体であることが好ましい。
【００３３】
上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【００３４】
本発明の実施形態は、例えば以下のように種々の適用が可能である。
（付記１）（００１）、（１００）又は（０１０）面の表面を有する第１の単結晶酸化マグネシウムブロックと、
前記表面上に、該表面に対し垂直にｃ軸結晶配向して形成される第１の銅酸化物超伝導体膜と
を有する誘電体導波管。
（付記２）さらに、（００１）、（１００）又は（０１０）面の表面を有する第２の単結晶酸化マグネシウムブロックと、
前記第２の単結晶酸化マグネシウムブロックの表面上に、該表面に対し垂直にｃ軸結晶配向して形成される第２の銅酸化物超伝導体膜とを有し、
前記第１の単結晶酸化マグネシウムブロックは、４５度ベント構造を形成するための（０１１）、（１０１）又は（１１０）の表面を有し、該表面上に前記第２の銅酸化物超伝導体膜が接触する付記１記載の誘電体導波管。
（付記３）前記第１の銅酸化物超伝導体膜は、Ｂｉｎ１Ｓｒｎ２Ｃａｎ３Ｃｕｎ４Ｏｎ５　（１．８≦ｎ１≦２．２，　１．８≦ｎ２≦２．２，　０．９≦ｎ３≦１．２，　１．８≦ｎ４≦２．２，　７．８≦ｎ５≦８．４）、Ｐｂｋ１Ｂｉｋ２Ｓｒｋ３Ｃａｋ４Ｃｕｋ５Ｏｋ６　（１．８≦ｋ１＋ｋ２≦２．２，　０≦ｋ１≦０．６，　１．８≦ｋ３≦２．２，　１．８≦ｋ４≦２．２，　１．８≦ｋ５≦２．２，　９．５≦ｋ６≦１０．８）、Ｙｍ１Ｂａｍ２Ｃｕｍ３Ｏｍ４　（０．５≦ｍ１≦１．２，　１．８≦ｍ２≦２．２，　２．５≦ｍ３≦３．５，　６．６≦ｍ４≦７．０）、ＲＥｐ１Ｂａｐ２Ｃｕｐ３Ｏｐ４　（ＲＥ：　希土類元素のうちＬａ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕのいずれかからなる，　０．５≦ｍ１≦１．２，　１．８≦ｍ２≦２．２，　２．５≦ｍ３≦３．５，　６．６≦ｍ４≦７．０）の結晶構造異方性を示す何れか１種類以上の酸化物高温超伝導体である付記１記載の誘電体導波管。
（付記４）さらに、前記第１の銅酸化物超伝導体膜の表面に形成される銀を含む保護膜を有する付記１記載の誘電体導波管。
（付記５）さらに、前記第１の銅酸化物超伝導体膜に他の部材を接着するために形成される、ガラスフリットを含まない有機物及び銀粉末を含む銀ペースト、又はインジウムの接着膜を有する付記１記載の誘電体導波管。
（付記６）さらに、前記第１の銅酸化物超伝導体膜が形成された前記第１の単結晶酸化マグネシウムブロックを他の部材に固定するために、前記第１の銅酸化物超伝導体膜に直接密着する部分をコバール、インバー、酸化マグネシウム焼結体、安定化ジルコニア、部分安定化ジルコニア、１００Ｋ以下でも変形可能なポリテトラフルオロエチレン、エチレンテトラフルオロエチレンの何れか１種類以上で構成した固定具を有する付記１記載の誘電体導波管。
（付記７）さらに、前記第１の銅酸化物超伝導体膜が形成された前記第１の単結晶酸化マグネシウムブロックを固定するための台座を有する付記１記載の誘電体導波管。
（付記８）前記第１の単結晶酸化マグネシウムブロックは、前記台座に機械的に固定される付記７記載の誘電体導波管。
（付記９）前記第１及び第２の銅酸化物超伝導体膜は、Ｂｉｎ１Ｓｒｎ２Ｃａｎ３Ｃｕｎ４Ｏｎ５　（１．８≦ｎ１≦２．２，　１．８≦ｎ２≦２．２，　０．９≦ｎ３≦１．２，　１．８≦ｎ４≦２．２，　７．８≦ｎ５≦８．４）、Ｐｂｋ１Ｂｉｋ２Ｓｒｋ３Ｃａｋ４Ｃｕｋ５Ｏｋ６　（１．８≦ｋ１＋ｋ２≦２．２，　０≦ｋ１≦０．６，　１．８≦ｋ３≦２．２，　１．８≦ｋ４≦２．２，　１．８≦ｋ５≦２．２，　９．５≦ｋ６≦１０．８）、Ｙｍ１Ｂａｍ２Ｃｕｍ３Ｏｍ４　（０．５≦ｍ１≦１．２，　１．８≦ｍ２≦２．２，　２．５≦ｍ３≦３．５，　６．６≦ｍ４≦７．０）、ＲＥｐ１Ｂａｐ２Ｃｕｐ３Ｏｐ４　（ＲＥ：　希土類元素のうちＬａ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕのいずれかからなる，　０．５≦ｍ１≦１．２，　１．８≦ｍ２≦２．２，　２．５≦ｍ３≦３．５，　６．６≦ｍ４≦７．０）の結晶構造異方性を示す何れか１種類以上の酸化物高温超伝導体である付記２記載の誘電体導波管。
（付記１０）さらに、前記第１の銅酸化物超伝導体膜が形成された前記第１の単結晶酸化マグネシウムブロックを台座に固定するための固定具を有する付記１記載の誘電体導波管。
（付記１１）前記固定具は黄銅製である付記１０記載の誘電体導波管。
（付記１２）前記台座は黄銅製である付記１１記載の誘電体導波管。
（付記１３）前記固定具は、前記前記第１の銅酸化物超伝導体膜が形成された前記第１の単結晶酸化マグネシウムブロックにインジウムにより接着される付記１２記載の誘電体導波管。
（付記１４）前記固定具は、前記台座に機械的に固定される付記１３記載の誘電体導波管。
（付記１５）さらに、前記第１の銅酸化物超伝導体膜が形成された前記第１の単結晶酸化マグネシウムブロックを前記固定具と共に固定するための、前記第１の銅酸化物超伝導体膜に直接密着する部分をコバール、インバー、酸化マグネシウム焼結体、安定化ジルコニア、部分安定化ジルコニア、１００Ｋ以下でも変形可能なポリテトラフルオロエチレン、エチレンテトラフルオロエチレンの何れか１種類以上で構成した台座を有する付記６記載の誘電体導波管。
（付記１６）前記固定具は、前記台座に機械的に固定される付記１５記載の誘電体導波管。
（付記１７）さらに、前記第１の銅酸化物超伝導体膜が形成された前記第１の単結晶酸化マグネシウムブロックを固定するための台座と、
前記前記第１の銅酸化物超伝導体膜と前記台座とを接着するための接着層と
を有する付記１記載の誘電体導波管。
（付記１８）前記接着層は、ガラスフリットを含まない有機物及び銀粉末を含む銀ペーストである付記１７記載の誘電体導波管。
（付記１９）前記台座は、酸化マグネシウム焼結板である付記１８記載の誘電体導波管。
（付記２０）（００１）、（１００）又は（０１０）面の表面を有する第１の単結晶酸化マグネシウムブロックを準備する準備工程と、
前記表面上に、該表面に対し垂直にｃ軸結晶配向する第１の銅酸化物超伝導体膜を形成する形成工程と
を有する誘電体導波管の製造方法。
（付記２１）前記形成工程は、スパッタ法又はＰＬＤ（ｐｕｌｓｅ　ｌａｓｅｒ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により第１の銅酸化物超伝導体膜を形成する付記２０記載の誘電体導波管の製造方法。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、第１の単結晶酸化マグネシウムブロックの表面上に対して垂直にｃ軸結晶配向する第１の銅酸化物超伝導体膜を形成することにより、小型かつ低損失（高無負荷Ｑ）の誘電体導波管を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による誘電体導波管の斜視図である。
【図２】図２（Ａ）〜（Ｄ）はＭｇＯブロック上に形成される銅酸化物超伝導体膜を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態による誘電体導波管の斜視図である。
【図４】本発明の第３の実施形態による４５度ベント構造の誘電体導波管の斜視図である。
【図５】導波管の保護膜を示す図である。
【符号の説明】
１０１　ＭｇＯブロック
１０２，１０７　インジウム
１０３，１０６　固定具
１０４　銅酸化物超伝導体膜
１０８　台座
１１１　入力電気信号
１１２　出力電気信号
１２１　超伝導電流
１２２　ＭｇＯブロックのユニットセル
１２３　銅酸化物超伝導体膜のユニットセル
１３３，１３６　固定具
１３８　台座
２０１，２０６，２０７　ＭｇＯブロック
２０２　台座
２０３，２０５　銅酸化物超伝導体膜
２０４，２０８　接着膜
２１１　入力電気信号
２１２　出力電気信号
２２１　保護膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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