(57)【要約】【課題】  超伝導体層の形成時に超伝導体成分が中間層に拡散することを抑制した超伝導部材を提供する。【解決手段】  超伝導部材１０は円板状の誘電体セラミックスからなる基材１１と、該基材１１の一方主面１１ａの全面に形成された電極２０とにより形成され、電極２０は基材１１に接するＡｇの多結晶粒子からなる中間層２１と、中間層２１の表面に形成されＢｉ２２２３相超伝導体材料等からなる超伝導体層２２とにより形成される。この際、中間層２１を形成するＡｇ多結晶粒子の平均粒径Ｄ５０を１０μｍ以上とし、中間層２１の膜厚を２０μｍ未満とする。【選択図】  図１
2005323196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、
該基材表面に、金属または酸化物の中間層、および、酸化物超伝導体層がこの順で形成されてなる電極膜と、を備えた超伝導部材において、
前記中間層は、平均粒径Ｄ５０が１０μｍ以上である金属粒子または酸化物粒子からなる多結晶体の焼結膜であることを特徴とする超伝導部材。
【請求項２】
前記中間層は、膜厚が２０μｍ未満である請求項１に記載の超伝導部材。
【請求項３】
前記酸化物超伝導体層はＢｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系酸化物、または、ＲＥをＰｒ以外の希土類元素とした場合のＲＥ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系酸化物である請求項１または請求項２に記載の超伝導部材。
【請求項４】
前記中間層はＡｇまたはＭｇＯである請求項１〜３のいずれかに記載の超伝導部材。
【請求項５】
前記金属の粒子または前記酸化物の粒子は扁平な形状である請求項１〜４のいずれかに記載の超伝導部材。
【請求項６】
誘電体部材と共振器電極とを備え、
該共振器電極の少なくとも一部に請求項１〜５のいずれかに記載の超伝導部材の電極膜を用いた誘電体共振器。
【請求項７】
前記誘電体部材は互いに対向する一対の主面を有し、
前記共振器電極は前記一対の主面のそれぞれに配設されており、
少なくとも一方の主面に配された共振器電極は、該主面に前記酸化物超伝導体層が接する前記超伝導部材の電極膜である請求項６に記載の誘電体共振器。
【請求項８】
前記誘電体部材は互いに対向する一対の主面を有する平板状であり、
前記共振器電極は、
前記誘電体部材の一方の主面に配設され、該主面の中央部に所定形状の第１開口部を有する第１電極と、
前記誘電体部材の他方の主面に配設され、前記第１開口部に対向する位置で該第１開口部と略同一形状の第２開口部を有する第２電極と、
前記一方の主面から所定距離だけ離間され、且つ前記第１開口部に対向する位置を含む位置に配設された第１導体と、
前記他方の主面から前記所定距離だけ離間され、且つ前記第２開口部に対向する位置を含む位置に配設された第２導体と、を備え、
前記第１導体、前記第２導体の少なくとも一方は、主面側に前記酸化物超伝導体層が配置された前記超伝導部材の電極膜である請求項６に記載の誘電体共振器。
【請求項９】
前記共振器電極は、前記誘電体部材を内部に離間して配置したケースの内表面に配設された前記超伝導部材の電極膜である請求項６に記載の誘電体共振器。
【請求項１０】
前記誘電体部材は対向する２面間を貫通する貫通孔を備え、
前記共振器電極は、前記誘電体部材の少なくとも貫通孔の開口面を除く面に形成された電極と、前記貫通孔に挿通する棒状体の前記貫通孔の内面に対向する面に形成された電極とを含み、少なくとも該電極が前記貫通孔の内面に対向する側を前記酸化物超伝導体層とする前記超伝導部材の電極膜である請求項６に記載の誘電体共振器。
【請求項１１】
請求項１〜５のいずれかに記載の超伝導部材を備え、
該超伝導部材の前記酸化物超伝導体層を磁気シールド面とする磁気シールド部材。
【請求項１２】
前記基材が円筒形状であり、該円筒形状の基材の円周面に前記電極膜が形成されている請求項１１に記載の磁気シールド部材。
【請求項１３】
請求項１〜５に記載の超伝導部材の製造方法であって、
前記基材に、金属粒子または酸化物粒子を含む中間層用膜を形成する工程と、
該中間層用膜を加熱することにより、金属粒子または酸化物粒子からなる多結晶体の平均粒径Ｄ５０を１０μｍ以上として中間層を形成する工程と、
該中間層の表面に、酸化物超伝導体層用膜を形成する工程と、
該酸化物超伝導体層用膜を加熱することにより、前記酸化物超伝導体層を形成する工程と、を含む超伝導部材の製造方法。
【請求項１４】
前記中間層を形成する工程は、膜厚が２０μｍ未満である中間層を形成する請求項１３に記載の超伝導部材の製造方法。
【請求項１５】
前記酸化物超伝導体層を形成する工程は、前記酸化物超伝導体用膜を加熱して部分的に溶融することにより、前記酸化物超伝導体層を形成する請求項１３または請求項１４に記載の超伝導部材の製造方法。
【請求項１６】
前記中間層用膜に含まれる加熱前の前記金属粒子または前記酸化物粒子の平均粒径Ｄ５０は５μｍ以下である請求項１３〜１５のいずれかに記載の超伝導部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基材表面に超伝導体層を含む導電体を形成してなる超伝導部材、これを用いた誘電体共振器、磁気シールド部材、および超伝導部材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、誘電体共振器の電極としては金属等の常伝導体が用いられてきたが、近年、Ｑ値の向上すなわち特性向上を目的として、誘電体共振器の電極に超伝導体を用いたものが提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、対向する一対の主面を有する誘電体と、この一体の主面のそれぞれに配設された共振器電極とを備える、ＴＥ０１１モード誘電体共振器が示されている。そして、この共振器電極の一方は、誘電体基板上に超伝導体層が形成された超伝導部材の電極膜となっている。
【特許文献１】特開平１１−２７４８２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に示すような構造の誘電体共振器の共振器電極は、誘電体基板上に、材料となる超伝導体ペーストを塗布して加熱することで超伝導体層を形成する工程において、超伝導体ペーストと誘電体基板とが化学反応して、形成された超伝導体層のＱ値が劣化してしまうという問題があった。
【０００５】
この問題を解決するために、誘電体基板と超伝導体層との間に、誘電体基板および超伝導体ペーストに対して安定な金属からなる中間層を形成してＱ値を改善することが提案されている。
【０００６】
しかしながら、このような中間層を設けても、中間層表面に超伝導体ペーストを塗布して加熱した際に超伝導体ペーストの超伝導体成分が中間層の金属の粒界に拡散してＱ値が劣化するという問題があった。
【０００７】
この発明の目的は、基材上に中間層を設けて超伝導体層を形成する場合に、超伝導体ペーストの超伝導体成分が中間層に拡散することを抑制した超伝導部材と、これを用いた高いＱ値を有する誘電体共振器、および、優れた磁気シールド特性を有する磁気シールド部材と、超伝導部材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、中間層を、平均粒径Ｄ５０が１０μｍ以上である金属粒子または酸化物粒子からなる多結晶体の焼結膜とすることを特徴としている。
この構成では、中間層を構成する金属粒子または酸化物粒子の多結晶体の平均粒径Ｄ５０が１０μｍ以上となることで、中間層の粒界が減少して、超伝導体成分が酸化物超伝導体層形成時に中間層に拡散することが抑制される。
【０００９】
また、この発明は、基材と、該基材表面に、金属または酸化物の中間層、および、酸化物超伝導体層がこの順に形成されてなる電極膜と、を備えた超伝導部材において、中間層の膜厚を２０μｍ未満とすることを特徴としている。
【００１０】
この構成では、中間層の膜厚を２０μｍ未満にすることで、中間層の粒界が減少して超伝導体が酸化物超伝導体層形成時に中間層に拡散されることが抑制される。
【００１１】
ここで、中間層を形成する金属粒子または酸化物粒子の多結晶体の平均粒径Ｄ５０が１０μｍ以上であるので、膜厚も１０μｍ以上であることが望ましい。そして、多結晶体の膜厚を２０μｍ未満とするので、平均粒径Ｄ５０も２０μｍ未満であることが望ましい。
【００１２】
また、この発明は、酸化物超伝導体層をＢｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系酸化物、または、ＲＥをＰｒ以外の希土類元素とした場合のＲＥ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系酸化物とすることを特徴としている。
【００１３】
また、この発明は、中間層をＡｇまたはＭｇＯとすることを特徴としている。
【００１４】
このような組成の酸化物超伝導体層や中間層の組成においても、前述の構成を適応することで、超伝導体が酸化物超伝導体層形成時に中間層に拡散されることが抑制される。
【００１５】
また、この発明は、金属粒子または酸化物粒子を扁平な形状とすることを特徴としている。
【００１６】
この構成では、中間層を構成する金属粒子または酸化物粒子が扁平な形状であることで、粒子同士がさらに密接して粒界がより一層減少して、超伝導体が酸化物超伝導体層形成時に中間層に拡散されることが抑制される。
【００１７】
また、この発明は、誘電体部材と共振器電極とを備え、該共振器電極の少なくとも一部に前述の超伝導部材の電極膜を用いて誘電体共振器を構成したことを特徴としている。
【００１８】
この構成では、誘電体共振器の共振器電極に超伝導部材を用いることで、高いＱ値の誘電体共振器が実現される。
【００１９】
また、この発明は、誘電体部材が互いに対向する一対の主面を有し、共振器電極がこの一対の主面のそれぞれに配設されており、少なくとも一方の主面に配された共振器電極が、該主面に酸化物超伝導体層が接する超伝導部材の電極膜であるＴＥ０１１モード誘電体共振器とすることを特徴としている。
【００２０】
このようなＴＥ０１１モード誘電体共振器であっても、誘電体共振器の共振器電極に超伝導部材を用いることで、高いＱ値の誘電体共振器が実現される。
【００２１】
また、この発明は、誘電体部材が互いに対向する一対の主面を有する平板状であり、共振器電極が、誘電体部材の一方の主面に配設され、該主面の中央部に所定形状の第１開口部を有する第１電極と、誘電体部材の他方の主面に配設され、第１開口部に対向する位置で該第１開口部と略同一形状の第２開口部を有する第２電極と、一方の主面から所定距離だけ離間され、且つ第１開口部に対向する位置を含んだ位置に配設された第１導体と、他方の主面から所定距離だけ離間され、且つ第２開口部に対向する位置を含んだ位置に配設された第２導体と、を備え、第１導体、第２導体の少なくとも一方が、主面側に酸化物超伝導体層が配置された超伝導部材の電極膜であるＴＥ０１０モード誘電体共振器とすることを特徴としている。
【００２２】
このようなＴＥ０１０モード誘電体共振器であっても、誘電体共振器の共振器電極に超伝導部材を用いることで、高いＱ値の誘電体共振器が実現される。
【００２３】
また、この発明は、共振器電極が、誘電体部材を内部に離間して配置したケースの内表面に配設された超伝導部材の電極膜であるＴＥ０１δモード誘電体共振器とすることを特徴としている。
【００２４】
このようなＴＥ０１δモード誘電体共振器であっても、誘電体共振器の共振器電極に超伝導部材を用いることで、高いＱ値の誘電体共振器が実現される。
【００２５】
また、この発明は、誘電体部材が対向する２面間を貫通する貫通孔を備え、共振器電極が、誘電体部材の少なくとも貫通孔の開口面を除く面に形成された電極と、貫通孔に挿通する棒状体の貫通孔の内面に対向する面に形成された電極とを含み、少なくともこの電極が貫通孔の内面に対向する側を酸化物超伝導体層とする超伝導部材の電極膜であるＴＥＭモード誘電体共振器としたことを特徴としている。
【００２６】
このようなＴＥＭモード誘電体共振器であっても、誘電体共振器の共振器電極に超伝導部材を用いることで、高いＱ値の誘電体共振器が実現される。
【００２７】
また、この発明は、前述の超伝導部材を備え、該超伝導部材の酸化物超伝導体層を磁気シールド面とすることで磁気シールド部材を構成したことを特徴としている。
【００２８】
また、この発明は、基材が円筒形状であり、該円筒形状の基材の側面に電極膜を形成することで円筒形状の磁気シールド部材を構成したことを特徴としている。
【００２９】
これらの構成では、臨界電流密度が高い超伝導部材を用いることにより、優れた磁気シールド効果を有する磁気シールド部材が実現される。
【００３０】
また、この発明は、前述の超伝導部材の製造方法であって、基材に金属粒子または酸化物粒子を含む中間層用膜を形成する工程と、該中間層用膜を加熱することにより平均粒径Ｄ５０を１０μｍ以上とする多結晶体からなる中間層を形成する工程と、該中間層の表面に酸化物超伝導体層用膜を形成する工程と、該中間層用膜を加熱することにより酸化物超伝導体層を形成する工程と、を含むことを特徴としている。
【００３１】
この構成では、中間層を形成する工程で平均粒径Ｄ５０が１０μｍ以上である多結晶体が形成されるので、中間層の粒界が減少して、超伝導体が酸化物超伝導体層形成時に中間層に拡散されることが抑制される。また、中間層を構成する多結晶体の平均粒径Ｄ５０を管理するだけで超伝導体が拡散しにくい中間層が形成される。
【００３２】
また、この発明は、中間層を形成する工程において、中間層用膜を加熱することにより、膜厚が２０μｍ未満となる中間層を形成することを特徴としている。
【００３３】
この構成では、中間層を形成する工程で中間層の膜厚を２０μｍ未満とすることで、中間層の粒界が減少して、超伝導体成分が酸化物超伝導体層形成時に中間層に拡散されることが抑制される。また、中間層の膜厚を管理するだけで超伝導体成分が拡散しにくい中間層が形成される。
【００３４】
また、この発明は、酸化物超伝導体層を形成する工程で、酸化物超伝導体用膜を加熱して部分的に溶融することにより、酸化物超伝導体層を形成することを特徴としている。
【００３５】
このように酸化物超伝導体用膜を部分的に溶融して酸化物超伝導体層を形成する場合でも、前述の製造方法を用いることで超伝導体成分が拡散しにくい中間層が形成される。
【００３６】
また、この発明は、中間層用膜に含まれる加熱前の金属粒子または酸化物粒子の直径を５μｍ以下としたことを特徴としている。
【００３７】
この構成では、加熱前の金属粒子または酸化物粒子の平均粒径Ｄ５０が５μｍ以下であることで、表面がより平滑な中間層が形成される。
【発明の効果】
【００３８】
この発明によれば、中間層を構成する金属粒子または酸化物粒子の多結晶体の平均粒径Ｄ５０を１０μｍ以上とすることで、超伝導体成分が酸化物超伝導体層形成時に中間層へ拡散しない超伝導部材を構成することができる。
【００３９】
また、この発明によれば、中間層の膜厚を２０μｍ未満とすることで、超伝導体成分が酸化物超伝導体層形成時に中間層へ拡散しない超伝導部材を構成することができる。
【００４０】
また、この発明によれば、中間層を構成する金属粒子または酸化物粒子を扁平な形状とすることで、中間層を構成する粒子同士がさらに密接して、より一層、超伝導体成分が酸化物超伝導体層形成時に中間層へ拡散しない超伝導部材を構成することができる。
【００４１】
また、この発明によれば、誘電体共振器の共振器電極に表面抵抗の低い前述の超伝導部材を用いることで、高いＱ値の誘電体共振器を構成することができる。
【００４２】
また、この発明によれば、臨界電流密度が高い前述の超伝導部材を用いることにより、優れた磁気シールド効果を有する磁気シールド部材を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
本発明の第１の実施形態に係る超伝導部材について図を参照して説明する。
【００４４】
図１は本実施形態に係る超伝導部材の平面図および側面図である。
【００４５】
図１に示すように、超伝導部材１０は、円板形状の基材１１と、基材１１の一方の主面１１ａに形成された電極２０とからなり、電極２０は基材１１の主面１１ａに形成された中間層２１と、中間層２１の主面１１ａに対向する面に形成された超伝導体層２２とからなる。
【００４６】
基材１１は、Ｂａ（Ｓｎ，Ｍｇ，Ｔａ）Ｏ3 系誘電体セラミックスで形成され、直径３０ｍｍ、厚み１ｍｍの円板形状に形成されている。
【００４７】
中間層２１は、ＡｇまたはＭｇＯの多結晶粒子により形成され、この多結晶粒子の平均粒径Ｄ５０は１０μｍ以上に設定されている。さらに、中間層２１は２０μｍ未満の膜厚で形成されている。
【００４８】
超伝導体層２２は、一般に高温超伝導体と称される、Ｂｉ2 Ｓｒ2 Ｃａ2 Ｃｕ3 Ｏ10の組成式で表されるＢｉ２２２３相（以下、単に「Ｂｉ２２２３相」と称す。）の超伝導体により、略１０μｍの厚みで形成されている。
【００４９】
次に、このような構成の超伝導部材の製造方法について示す。なお、以下の説明では、中間層２１にＡｇを用いる場合について説明する。
まず、前記円板形状の誘電体材料からなる基材１１の一方主面１１ａにＡｇペーストをスクリーン印刷法等を用いて均一に塗布して中間層用膜を形成する。この際、Ａｇペースト（中間層用膜）に含有されるＡｇ粒子の平均粒径Ｄ５０は約２μｍに設定されている。この中間層用膜が形成された基材１１は大気雰囲気中にて約９００℃で約３０時間に亘り焼き付けられて、Ａｇペーストが焼結してＡｇの多結晶体が形成され、Ａｇ多結晶粒子の平均粒径Ｄ５０が１０μｍ以上であり、膜厚が２０μｍ未満となる中間層２１が形成される。
【００５０】
次に、中間層２１の一方主面１１ａと対向する側の表面に、Ｂｉ２２２３相超伝導体ペーストをスクリーン印刷法等を用いて均一に塗布して超伝導体層用膜を形成する。そして、超伝導体層用膜が中間層２１の表面に形成された基材１１を、約８％酸素濃度雰囲気中にて約８３５℃で約５０時間に亘り焼成し、面圧０．２ＧＰａの冷間等方圧加圧（ＣＩＰ）を行い、さらに、約８％酸素濃度雰囲気中にて約８３５℃で約５０時間に亘り焼成することで、超伝導体層２２を形成する。
【００５１】
このように、中間層の平均粒径Ｄ５０を１０μｍ以上とし、膜厚を２０μｍ未満とすることで、中間層２１の各粒子間の粒界が減少して、超伝導体層用膜に含まれるＢｉ２２２３相超伝導体材料が焼成時に中間層内に拡散することが抑制される。
【００５２】
次に、このように形成された超伝導部材を用いたＴＥ０１１モード誘電体共振器について、図２を参照して説明する。
【００５３】
図２はＴＥ０１１モード誘電体共振器３０の縦断面図である。
【００５４】
図２に示すように、ＴＥ０１１モード誘電体共振器３０は、図１に示した超伝導部材１０と、Ｂａ（Ｓｎ，Ｍｇ，Ｔａ）Ｏ3 系誘電体セラミックスからなる誘電体部材３１と、超伝導部材１０と同径の無酸素銅円板３２と、高周波プローブ３３ａ，３３ｂとからなる。
【００５５】
誘電体部材３１は直径が約８．５ｍｍで、厚みが約３．８ｍｍに形成されており、無酸素銅円板３２は厚みが２．０ｍｍに形成されている。
【００５６】
また、誘電体部材３１は、超伝導部材１０と無酸素銅円板３２との間に、これらが同軸となるように狭設されており、この際、超伝導部材１０は超伝導体層２２が誘電体部材３１に当接するように配設されている。このような構成とすることで、超伝導部材１０の超伝導体層２２と無酸素銅円板３２とが共振器電極となり、円柱形状の誘電体部材３１を円板形状の共振器電極で挟む形状のＴＥ０１１モード誘電体共振器が形成される。そして、このＴＥ０１１モード誘電体共振器の超伝導体層２２と無酸素銅円板３２とに挟まれる空間で、且つ誘電体部材３１が配置されていない空間に、高周波プローブ３３ａ，３３ｂが配置されることで、これら高周波プローブ３３ａ，３３ｂがＴＥ０１１モード誘電体共振器で共振する高周波信号に結合し、この高周波信号を外部に出力する。
【００５７】
ここで、前述の構成を用いた場合の無負荷Ｑ値を測定し、超伝導体層２２の表面抵抗を算出した結果を示す。なお、以下の結果は、前述の各製造条件で超伝導部材を形成、中間層用膜の焼き付け温度、中間層の多結晶粒子の平均粒径Ｄ５０、中間層の膜厚をパラメータとして、超伝導体層の表面抵抗を測定したものである。
【００５８】
表１は中間層の膜厚を１２μｍの一定にし、中間層用膜の焼き付け温度を可変させて中間層の多結晶粒子の平均粒径Ｄ５０を７μｍ〜１４μｍに形成した試料Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの表面抵抗を示す表である。
【００５９】
表２は中間層の膜厚を２５μｍの一定にした点を除き表１と同じ条件で中間層を形成した試料Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈの表面抵抗を示す表である。
【００６０】
表３は中間層の多結晶粒子の平均粒径Ｄ５０を１４μｍの一定にし、中間層の膜厚を１２μｍ〜２５μｍに形成した試料Ａ，Ｅ，Ｉ，Ｊ，Ｋの表面抵抗を示す表である。なお、表面抵抗は絶対温度７０Ｋにおいて測定した。
【００６１】
【表１】
2005323196.tif 000003
【００６２】
【表２】
2005323196.tif 000004
【００６３】
【表３】
2005323196.tif 000005
【００６４】
表１、表２、表３に示すように、中間層の膜厚を一定とした場合（試料Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ間の比較、および、試料Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ間の比較の場合）、中間層の多結晶粒子の平均粒径Ｄ５０が大きくなるほど、超伝導体層の表面抵抗が低下する。また、中間層の多結晶粒子の平均粒径Ｄ５０を一定とした場合（試料Ａ，Ｅ，Ｉ，Ｊ，Ｋ間の比較の場合）、中間層の膜厚が厚くなると超伝導体層の表面抵抗が低下する。これは、中間層の多結晶粒子の平均粒径Ｄ５０が大きくなったり、中間層の膜厚が薄くなることで、中間層内の粒界の総面積が減少し、超伝導層用膜の形成時にＢｉ２２２３相超伝導体材料が中間層内に染み込んだり、超伝導層用膜の焼結時に溶融した一部のＢｉ２２２３相超伝導体材料が中間層内に拡散することが抑制されるからである。
【００６５】
これにより、この超伝導部材を用いた誘電体共振器のＱ値が向上し、共振特性に優れる誘電体共振器を形成することができる。
【００６６】
特に、中間層の多結晶粒子の平均粒径Ｄ５０が所定値よりも大きく、且つ中間層の膜厚が所定厚みよりも薄い場合に表面抵抗がより一層低下する。たとえば、非常に高いＱ値を実現するための表面抵抗の閾値が５．０ｍΩである場合には、中間層の多結晶粒子の平均粒径Ｄ５０を１０μｍ以上とし、且つ中間層の膜厚を２０μｍ未満とすればよい。すなわち、表１〜表３に示す試料Ａ，Ｂに該当する中間層を形成すればよい。この際、中間層の膜厚が２０μｍ未満であることから多結晶粒子の平均粒径Ｄ５０も２０μｍ未満にすることが望ましく、平均粒径Ｄ５０が１０μｍ以上であることから中間層の膜厚も１０μｍ以上であることが望ましい。すなわち、中間層を形成する多結晶粒子の平均粒径Ｄ５０が１０μｍ以上で且つ２０μｍ未満であり、中間層の膜厚が１０μｍ以上で且つ２０μｍ未満であることで、非常に低い表面抵抗を有する超伝導部材を形成し、ひいては、非常に高いＱ値を有する誘電体共振器を形成することができる。ここで、中間層の膜厚を２０μｍ未満としたのは、前述の実験結果より適当な表面抵抗の閾値に対して測定結果が下回る膜厚が１８μｍであったからである。
【００６７】
なお、前述の説明では、Ａｇペースト（中間層用膜）に含まれるＡｇ粒子の平均粒径Ｄ５０を約２μｍとしたが、このＡｇペーストに含まれるＡｇ粒子、すなわち中間層の焼き付け前のＡｇ粒子の平均粒径Ｄ５０は小さい方がよい。これは、Ａｇ粒子の平均粒径Ｄ５０が小さいことにより、焼き付け後の中間層の表面が平滑になるからと考えられる。
【００６８】
表４は、表１に示す試料Ａに対して、Ａｇ粒子の平均粒径Ｄ５０をパラメータとした試料Ａ１〜Ａ４を作成し、超伝導体層の表面抵抗を測定した結果を示す。
【００６９】
【表４】
2005323196.tif 000006
【００７０】
表４に示すように、試料Ａ１〜Ａ４の全ての条件で表面抵抗は５．０ｍΩ以下となるが、Ａｇ粒子の平均粒径Ｄ５０が５μｍ以下（試料Ａ１，Ａ２に相当）となると、表面抵抗は４．０ｍΩよりも小さくなる。これにより、前述のような高いＱ値を有する誘電体共振器を容易に実現することができる。
【００７１】
ところで、前述の説明では、中間層を形成する多結晶粒子の平均粒径Ｄ５０が１０μｍ以上であり、中間層の膜厚が２０μｍ未満である場合について説明したが、使用条件に応じて、多結晶粒子の平均粒径Ｄ５０を１０μｍ以上にしただけでも、前述の条件を用いた場合よりも表面抵抗が若干増加するが十分に低い表面抵抗を有する超伝導部材を形成し、ひいては、十分に高いＱ値を有する誘電体共振器を形成することができる。
【００７２】
また、前述の説明では、中間層にＡｇを用いたが、ＭｇＯを用いてもよい。例えば、ＭｇＯペースト内に含まれるＭｇＯ粒子の平均粒径Ｄ５０を１μｍとし、約１６００℃で３０時間に亘り焼き付けを行った場合、中間層のＭｇＯの多結晶粒子の平均粒径Ｄ５０は約１０μｍであり、この中間層の表面に、前述の製造方法で示した条件でＢｉ２２２３相超伝導体層を形成すると表面抵抗は４．４ｍΩとなった。
【００７３】
また、前述の説明では、超伝導体としてＢｉ２２２３相超伝導体を用いたが、ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ(7-δ) 相超伝導体や、ＮｄＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ(7-δ) 相超伝導体等のＹをＰｒを除く他の希土類金属にした超伝導体や、Ｔｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導体についても、前述の構成を適用することができ、前述の効果を奏することができる。特に、Ｂｉ２２２３相超伝導体やＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ(7-δ) 相超伝導体のように、一部を溶融させることで超伝導体層を形成する超伝導体材料については、特に効果を奏することができる。
【００７４】
また、前述の説明では、基材としてＢａ（Ｓｎ，Ｍｇ，Ｔａ）Ｏ3 系誘電体セラミックスを用いたが、ＭｇＯセラミックス、安定化ＺｒＯセラミックス等の酸化物多結晶体、および、ＭｇＯ、サファイア、ＬａＡｌＯ3 等の単結晶体においても前述の構成を適用することができる。
【００７５】
また、前述の説明では、中間層用膜の形成や超伝導体層用膜の形成に印刷法を用いた、これに限ることはなく、それぞれの膜を形成することができる方法であればよい。
【００７６】
次に、第２の実施形態に係る誘電体共振器について図３を参照して説明する。
【００７７】
図３は本実施形態に係るＴＥ０１０モード誘電体共振器の縦断面図である。
【００７８】
図３に示すように、誘電体共振器４０は、所定厚みの平板状の誘電体部材４１と、該誘電体部材４１の対向する主面にそれぞれ形成された第１電極４２ａ、第２電極４３ａと、誘電体部材４１の両主面からそれぞれ所定距離離間された位置に配置された第１導体板４４、第２導体板４５とからなる。第１電極４２ａ、第２電極４３ａにはそれぞれ対向位置に円形で同じ寸法の開口部４２ｂ、４３ｂが形成されている。また、第１電極４２ａは、誘電体部材４１の表面に形成されたＡｇやＭｇＯからなる中間層４２１ａと、該中間層４２１ａの表面に形成された前述の超伝導部材からなる超伝導体層４２２ａとからなる。同様に、第２電極４３ａは、誘電体部材４１の表面に形成されたＡｇやＭｇＯからなる中間層４３１ａと、該中間層４３１ａの表面に形成された前述の超伝導部材からなる超伝導体層４３２ａとからなる。このような構成とすることで、誘電体部材４１の開口部４２ｂ、４３ｂに対応する部分が共振器となり、ＴＥ０１０モード誘電体共振器が形成される。この際、超伝導体層４２２ａ，４３２ａがそれぞれ第１電極４２ａ、第２電極４３ａの表面に配設されているので、共振器部を覆う導体の表面抵抗が低下する。これにより、高いＱ値を有するＴＥ０１０モード誘電体共振器を形成することができる。
【００７９】
次に、第３の実施形態に係る誘電体共振器について図４を参照して説明する。
【００８０】
図４は本実施形態に係るＴＥ０１δモード誘電体共振器の縦断面図である。
【００８１】
図４に示すように、誘電体共振器５０は、柱状の誘電体部材５１と、誘電体部材５１を内部に備える導体ケース５２と、導体ケース５２内に誘電体部材５１を絶縁状態で支持する支持台５３と、導体ケース５２内に挿入されるとともに導体ケース５２により絶縁状態で保持される高周波プローブ５４ａ，５４ｂとにより形成される。導体ケース５２は、所定の材料からなる基材５２１と、該基材５２１の内表面に形成されたＡｇやＭｇＯからなる中間層５２２と、該中間層５２２の内表面に形成された前述の超伝導部材からなる超伝導体層５２３とからなる。このように、超伝導体層５２３が誘電体部材５１側、すなわち、導体ケース５２の最内面側に配設されることにより、共振部である誘電体部材５１を覆う導体の表面抵抗が低下する。これにより、高いＱ値を有するＴＥ０１δモード誘電体共振器を形成することができる。
【００８２】
次に、第４の実施形態に係るＴＥＭモード誘電体共振器について図５を参照して説明する。
【００８３】
図５（ａ）は本実施形態に係るＴＥＭモード誘電体共振器の外観斜視図であり、図５（ｂ）は誘電体棒６４の部分拡大断面図である。
【００８４】
図５に示すように、誘電体共振器６０は、略直方体形状で所定の対向する２面間を貫通する貫通孔６２を備える誘電体ブロック６１と、貫通孔６２に挿通する形状に形成された棒状の誘電体棒６４（本発明の「棒状体」に相当）とからなる。誘電体ブロック６１の貫通孔６２の開口面を除く４面には外部電極６３が形成されている。誘電体棒６４の円周面（側面）には側面電極６５が形成されており、側面電極６５は誘電体棒６４側でＡｇおよびＭｇＯ等の金属または酸化物から形成された中間層６６ａと中間層６６ａの外表面に形成された前述のＢｉ２２２３相超伝導体等からなる超伝導体層６６ｂとからなる。このような構成とすることで、共振部である誘電体ブロック６１を部分的に覆う導体の表面抵抗が低下して、高いＱ値を有するＴＥＭモード誘電体共振器を形成することができる。
【００８５】
次に、第５の実施形態に係る磁気シールド部材について図６を参照して説明する。
【００８６】
図６（ａ）は本実施形態に係る平板状の磁気シールド部材を示す縦断面図であり、図６（ｂ）は本実施形態に係る円筒形状の磁気シールド部材を示す外観斜視図である。
【００８７】
図６（ａ）に示すように平板状の磁気シールド部材７０は、長方形状等の所定形状で所定厚みの平板状誘電体基材７１と、この平板状誘電体基材７１の一方の主面に２層に形成された電極７２とからなり、電極７２は、平板状誘電体基材７１側の中間層７３とこの中間層７３の表面に形成された超伝導体層７４とからなる。この構成は、すなわち、第１の実施形態に示した超伝導部材と同じ構造であるので、前述の超伝導部材をそのまま適用することができる。
【００８８】
表５、表６、表７は、基材を外形寸法が２５ｍｍ×１０ｍｍ×１ｍｍのＭｇＯセラミックスとした以外は、それぞれ表１、表２、表３の各条件で形成された超伝導部材と同じである磁気シールド部材７０（超伝導部材）（試料ａ〜ｈ）における、絶対温度が７０Ｋの状態での超伝導体層７４の臨界電流密度である。この臨界電流密度は、直流４端子法で測定し、発生電界が１μＶ／ｃｍの際の電流値である。
【００８９】
【表５】
2005323196.tif 000007
【００９０】
【表６】
2005323196.tif 000008
【００９１】
【表７】
2005323196.tif 000009
【００９２】
表５〜表７に示すように、前述の中間層の厚み、および中間層を形成する多結晶粒子の大きさの設定可動範囲の内で、中間層の厚みが薄いほど、または中間層を形成する多結晶粒子の径が大きいほど超伝導体層の臨界電流密度が高い超伝導体部材（磁気シールド部材）を構成することができる。
【００９３】
図６（ｂ）に示す磁気シールド部材８０は、管形状で誘電体セラミックスからなる誘電体基材８１と、誘電体基材８１の外周面に形成された電極８２とからなり、電極８２は誘電体基材８１側の中間層８３と、中間層８３の外周面に形成された超伝導体層８４とからなる。このような構成においても、前述のように中間層の膜厚と中間層を形成する多結晶粒子の大きさとを前述の所定範囲内で設定することで、超伝導体層の臨界電流密度が高い磁気シールド部材を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】第１の実施形態に係る超伝導部材の平面図および側面図
【図２】第１の実施形態に係るＴＥ０１１モード誘電体共振器３０の縦断面図
【図３】第２の実施形態に係るＴＥ０１０モード誘電体共振器の縦断面図
【図４】第３の実施形態に係るＴＥ０１δモード誘電体共振器の縦断面図
【図５】第４の実施形態に係る誘電体共振器の外観斜視図および部分拡大断面図
【図６】第５の実施形態に係る平板状の磁気シールド部材および円筒形状の磁気シールド部材を示す外観斜視図
【符号の説明】
【００９５】
１０−超伝導部材
１１−基材
１１ａ−基材１１の一方主面
２０−電極
２１−電極２０の中間層
２２−電極２０の超伝導体層
３０−ＴＥ０１１モード誘電体共振器
３１−誘電体部材
３２−無酸素銅円板
３３ａ，３３ｂ−高周波プローブ
４０−ＴＥ０１０モード誘電体共振器
４１−誘電体部材
４２ａ−第１電極
４２１ａ−中間層
４２２ａ−超伝導体層
４２ｂ−開口部
４３ａ−第２電極
４３１ａ−中間層
４３２ａ−超伝導体層
４３ｂ−開口部
４４−第１導体板
４５−第２導体板
５０−ＴＥ０１δモード誘電体共振器
５１−誘電体部材
５２−導体ケース
５２１−基材
５２２−中間層
５２３−超伝導体層
５３−支持台
５４ａ，５４ｂ−高周波プローブ
６０−ＴＥＭモード誘電体共振器
６１−誘電体ブロック
６２−貫通孔
６３−外部電極
６４−誘電体棒
６５−側面電極
６６ａ−側面電極６５の中間層
６６ｂ−側面電極６５の超伝導体層
７０−平板状の磁気シールド部材
７１−平板状誘電体基材
７２−電極
７３−電極７２の中間層
７４−電極７２の超伝導体層
８０−円筒形状磁気シールド部材
８１−管形状  の誘電体基材８１
８２−電極
８３−電極８２の中間層
８４−電極８２の超伝導体層
【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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【図６】
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