專利名稱：超導(dǎo)故障－限流元件及其制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于限制過(guò)電流，如流過(guò)電流路徑的短路電流的超導(dǎo)故障-限流元件及其制造工藝。
背景技術(shù)：
盡管超導(dǎo)體在超導(dǎo)狀態(tài)中允許大電流通過(guò)，而沒有電阻，但是當(dāng)大于特定值的電流(臨界電流)通過(guò)時(shí)，它產(chǎn)生電阻。當(dāng)該電流進(jìn)一步增加時(shí)，由于產(chǎn)生的熱量，該超導(dǎo)體的溫度上升，以致該超導(dǎo)體進(jìn)入正常的導(dǎo)電狀態(tài)，由此產(chǎn)生大電阻。通過(guò)利用超導(dǎo)體的這種特點(diǎn)，已經(jīng)采用一種超導(dǎo)故障-限流器，該超導(dǎo)故障-限流器在正常操作條件期間沒有電阻，在電源系統(tǒng)的短路故障中產(chǎn)生大的電阻，由此抑制事故電流的增加。
由于新分配的電力資源的連接，在電力系統(tǒng)中促進(jìn)網(wǎng)廠分開(dereguration)的嚴(yán)重問題是短路事故時(shí)的故障-電流增加。為此最有希望的對(duì)策是引入故障-限流器，該故障-限流器在正常工作條件過(guò)程中具有低阻抗，而在系統(tǒng)事故中形成高阻抗，由此抑制事故電流。故障-限流器的引入提供減小已分配電力資源的事故電流規(guī)格的優(yōu)點(diǎn)，以及有助于已分配電力資源的成本減小和設(shè)備維護(hù)的改進(jìn)。從促進(jìn)電力網(wǎng)廠分開的觀點(diǎn)，以低成本和高可靠性實(shí)現(xiàn)故障-限流器的社會(huì)需求是非常高的。假定在電力分配系統(tǒng)中引入故障-限流器，那么在各個(gè)點(diǎn)中采用具有大面積的超導(dǎo)薄膜的超導(dǎo)薄膜故障-限流器是優(yōu)異的，各個(gè)點(diǎn)是緊湊的，在正常操作條件期間，瞬時(shí)響應(yīng)于過(guò)電流，產(chǎn)生小的AC損耗等等，因此，按照推測(cè)從可靠性、性能、體積以及擴(kuò)展到大容量的觀點(diǎn)，它是最優(yōu)異的。
超導(dǎo)薄膜故障-限流器具有在液態(tài)氮溫度(66至77.3K)下工作的薄膜限流元件，該限流元件與電力系統(tǒng)串聯(lián)連接。在該缺陷-限流器中，當(dāng)短路事故中的電流增加時(shí)，該薄膜從超導(dǎo)狀態(tài)(S)改變?yōu)檎５膶?dǎo)電狀態(tài)，以致系統(tǒng)電流被正常電阻抑制。該故障-限流器也被稱作SN轉(zhuǎn)變型電阻故障-限流器。通常，采用了具有大面積的超導(dǎo)薄膜，其中在諸如藍(lán)寶石襯底(單晶氧化鋁襯底)的絕緣體襯底上形成高溫超導(dǎo)氧化物，如YBa2CU3O7(下面稱為YBCO)的薄膜。但是，由于該超導(dǎo)薄膜是昂貴的，需要盡力減小用作故障-限流元件的超導(dǎo)薄膜的面積，由此降低成本。
該超導(dǎo)薄膜故障-限流元件通過(guò)在事故中產(chǎn)生電阻性電壓V來(lái)限制電流。在此情況下，當(dāng)可以為薄膜-限流元件的單位長(zhǎng)度(共享電場(chǎng))產(chǎn)生(施加)的電壓較高時(shí)，元件的長(zhǎng)度可以被相應(yīng)地縮短，由此可以減小該超導(dǎo)薄膜需要的面積。但是，由于在限流操作期間，由該薄膜-限流元件產(chǎn)生的熱量數(shù)量可以被表示為P＝V2/R，因此共享電場(chǎng)的增加導(dǎo)致產(chǎn)生的熱量數(shù)量增加。該薄膜-限流元件通常被設(shè)計(jì)為在額定的缺陷持續(xù)時(shí)間(例如，0.1秒)，超導(dǎo)薄膜的溫度不超過(guò)常溫。因此，為了提高共享電場(chǎng)，需要抑制限流操作過(guò)程中超導(dǎo)薄膜的產(chǎn)生熱量數(shù)量的增加，或通過(guò)增加超導(dǎo)薄膜的熱容量抑制溫度上升。但是，后者增加昂貴的絕緣體襯底的體積，且因此將導(dǎo)致成本增加。因此，為了提高共享電場(chǎng)，當(dāng)超導(dǎo)路徑進(jìn)入正常導(dǎo)電狀態(tài)時(shí)，通過(guò)增加電阻R，抑制產(chǎn)生熱量的數(shù)量增加是符合需要的。
通過(guò)僅僅串聯(lián)或并聯(lián)連接超導(dǎo)薄膜，可以增加超導(dǎo)路徑的電阻。當(dāng)故障-限流元件所采用的大面積超導(dǎo)薄膜是非常均勻的并在整個(gè)面積上幾乎同時(shí)執(zhí)行轉(zhuǎn)變?yōu)檎?dǎo)電狀態(tài)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)。在實(shí)驗(yàn)室中有該實(shí)驗(yàn)的報(bào)告，使用具有低臨界電流密度的薄膜(參見非專利文獻(xiàn)1)。但是，在實(shí)際使用中，由于采用具有高臨界電流密度的薄膜，存在以下段落中所述的“熱斑”的問題。為了克服這種問題，分流電阻器必須與該超導(dǎo)薄膜并聯(lián)連接，如圖5所示。
該超導(dǎo)薄膜在局部臨界電流密度中有變化。因此，在事故之后的限流的起始時(shí)間時(shí)，具有低臨界電流密度的區(qū)域首先進(jìn)入正常導(dǎo)電狀態(tài)，但是整個(gè)區(qū)域沒有進(jìn)入正常狀態(tài)。結(jié)果，大電流繼續(xù)流動(dòng)。在變?yōu)檎顟B(tài)的區(qū)域處產(chǎn)生的熱量擴(kuò)散被減緩的情況中，該區(qū)域的溫度將局部地突然上升，以致該薄膜被燃燒。用于防止這種熱斑現(xiàn)象的常規(guī)措施是在超導(dǎo)薄膜上淀積諸如金或銀的普通導(dǎo)電金屬，該導(dǎo)電金屬在轉(zhuǎn)變?yōu)檎顟B(tài)的時(shí)候被用作分流層(用于防止燃燒的保護(hù)層)(參見非專利文獻(xiàn)2)。但是，這種金屬分流層的添加大大地減小超導(dǎo)路徑的電阻，以及增加限流操作過(guò)程中的熱量產(chǎn)生。因此，必須減小共享電場(chǎng)。結(jié)果，為了獲得需要的限流能力，必須增加元件長(zhǎng)度和必須采用大量昂貴的超導(dǎo)薄膜。這對(duì)于實(shí)際使用是一個(gè)嚴(yán)重的阻礙。
為了最大程度地減小將采用的超導(dǎo)薄膜的面積，提出了其中在該超導(dǎo)薄膜上不淀積金屬分流層，而是在具有高導(dǎo)熱率的其它陶瓷襯底上形成金屬薄膜分流層，并通過(guò)銦鍍層連接到該超導(dǎo)薄膜的技術(shù)(參見專利文獻(xiàn)1、非專利文獻(xiàn)3和非專利文獻(xiàn)4)。在該技術(shù)中，在限流操作過(guò)程中產(chǎn)生的熱量被不同于該超導(dǎo)薄膜的陶瓷襯底吸收。因此，通過(guò)增加其熱容量，可以抑制元件的溫度上升，由此可以增加元件的共享電場(chǎng)。例如，為6.6kV/2kA等級(jí)中的限流元件需要的藍(lán)寶石襯底上形成的超導(dǎo)薄膜的面積可以被減小到約為常規(guī)元件的1/30。這按照推測(cè)導(dǎo)致大的成本降低。但是，根據(jù)該技術(shù)，必須使用大量高度導(dǎo)熱的陶瓷襯底，如氮化鋁和銦鍍層。由于這些材料是昂貴的，成本降低存在限制。
非專利文獻(xiàn)1A.Heinrich，R.Semerad，H.Kinder，H.Mosebach andM.Lindmayer，″fault current limiting properties of YBCO-films onsapphire substrates″，IEEE Trans.Appl.Supercond.9(1999)660-663非專利文獻(xiàn)2B.Gromoll，G.Ries，W.Schmidt，H.-P.Kraemer，B.Seebacher，B.Utz，R.Nies，H.-W.Neumueller，E.Baltzer，S.Fischer andB.Heismann，″Resistive fault current limiters with YBCO films-100kVAfunctional model″，IEEE Trans.Appl.Supercond.9(1999)656-6S9非專利文獻(xiàn)3H.Kubota，Y.K.Arai，M.Yamazaki，H.Yoshino andH.Nagamura，″A new model of fault current limiter using YBCO thinfilm″，IEEE Trans.Appl.Supercond.9(1999)1365-1368非專利文獻(xiàn)4Kubota，Kudo，Yoshino，Wachi，″Design of a faultcurrent limiter using YBCO thin film″，Abstract of the 64th Meeting onCryogenics and Superconductivity，(2001)166專利文獻(xiàn)1日本專利號(hào)2954124發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明解決的問題在常規(guī)超導(dǎo)薄膜故障-限流元件中，為了防止初始限流時(shí)的熱斑現(xiàn)象，在轉(zhuǎn)變?yōu)檎顟B(tài)的時(shí)候，使用在超導(dǎo)薄膜上淀積的純金屬如金或銀作為分流層。但是，與超導(dǎo)氧化物相比，純金屬的電阻率被降低約兩個(gè)數(shù)量級(jí)，以致超導(dǎo)路徑的電阻被大大地減小。因此，在限流操作過(guò)程中，產(chǎn)生的熱量數(shù)量增加，以致超導(dǎo)薄膜-限流元件的共享電場(chǎng)被大大地減小。結(jié)果，昂貴的超導(dǎo)薄膜的需要數(shù)量被增加。這在成本方面是非常不利的。如果純金屬可以被非常薄(具有納米數(shù)量級(jí)的薄膜厚度)和均勻地淀積在超導(dǎo)薄膜上，那么可以解決電阻減小的問題。但是，不清楚這種淀積技術(shù)是否可以實(shí)現(xiàn)。即使它可以被實(shí)現(xiàn)，也不清楚它導(dǎo)致熱斑問題的解決辦法。
本發(fā)明的目的是通過(guò)在超導(dǎo)薄膜上淀積具有更加高于純金屬的電阻率的合金層，解決超導(dǎo)薄膜的熱斑問題，而不大大地減小超導(dǎo)路徑的電阻，以及提供一種通過(guò)將由純金屬或合金線制成的外部無(wú)感地纏繞的分流電阻器與其上形成合金層的超導(dǎo)薄膜并聯(lián)連接，能獲得較高共享電場(chǎng)的故障-限流元件，以便增加超導(dǎo)路徑的電阻，以及提供其制造工藝。
用于解決問題的方法為了解決上面的問題，本發(fā)明采用以下列措施。
第一措施是一種超導(dǎo)故障-限流元件，包括，絕緣體襯底；在該絕緣體襯底上形成的超導(dǎo)薄膜；以及在該超導(dǎo)薄膜上形成的合金層，所述合金層具有比純金屬的室溫電阻率高兩倍或以上的室溫電阻率，其中，當(dāng)超導(dǎo)薄膜通過(guò)過(guò)電流進(jìn)入正常的導(dǎo)電狀態(tài)時(shí)，流過(guò)該超導(dǎo)薄膜的過(guò)電流被僅僅傳送到該合金層。
第二措施是根據(jù)第一措施的超導(dǎo)故障-限流元件，其中該合金層包括金和銀的二元合金層或金、銀及其他元素的多元合金層。
第三措施是一種超導(dǎo)故障-限流元件，包括絕緣體襯底；在該絕緣體襯底上形成的超導(dǎo)薄膜；以及在該超導(dǎo)薄膜上形成的合金層，所述合金層具有比純金屬的室溫電阻率高兩倍或以上的室溫電阻率，其中該超導(dǎo)故障-限流元件還包括由純金屬或合金的導(dǎo)線制成的分流電阻器，以及該分流電阻器與超導(dǎo)薄膜并聯(lián)連接。
第四措施是根據(jù)第三措施的超導(dǎo)故障-限流元件，其中該分流電阻器由無(wú)感地纏繞的導(dǎo)線制成，由此給出較小的電感。
第五措施是用于制造根據(jù)第一措施或第三措施的超導(dǎo)故障-限流元件的方法，該方法包括在絕緣體襯底上形成的超導(dǎo)薄膜上進(jìn)行合金層的濺射淀積。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)根據(jù)權(quán)利要求1或2描述的發(fā)明，可以以低成本制造該具有較高共享電場(chǎng)的超導(dǎo)故障-限流元件。
根據(jù)權(quán)利要求3描述的發(fā)明，由于可以增加合金層的電阻，因此可以獲得具有較高共享電場(chǎng)的超導(dǎo)故障-限流元件。
根據(jù)權(quán)利要求4描述的發(fā)明，由于可以減小外部分流電阻器的電感，因此過(guò)電流可以被容易地傳送到該分流電阻器。
根據(jù)權(quán)利要求5描述的發(fā)明，可以容易地形成具有與目標(biāo)基本上相同成分的合金。在不進(jìn)行后續(xù)熱處理的條件下，可以獲得與超導(dǎo)薄膜良好的親密接觸，以便可以減小合金層和超導(dǎo)薄膜之間的接觸電阻。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的超導(dǎo)薄膜故障-限流元件的結(jié)構(gòu)視圖。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的超導(dǎo)薄膜故障-限流元件的結(jié)構(gòu)視圖，其中由純金屬或合金線制成的外部無(wú)感纏繞的分流電阻器與該超導(dǎo)薄膜并聯(lián)連接。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的超導(dǎo)薄膜故障-限流元件的限流測(cè)試結(jié)果的曲線圖。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的超導(dǎo)薄膜故障-限流元件的限流測(cè)試結(jié)果的曲線圖，該超導(dǎo)薄膜故障-限流元件連接無(wú)感地纏繞的分流電阻器。
圖5是常規(guī)超導(dǎo)故障-限流元件的結(jié)構(gòu)視圖，其中分流電阻器被連接到超導(dǎo)薄膜。
參考數(shù)字和符號(hào)的描述1絕緣體襯底2緩沖層3超導(dǎo)氧化物薄膜4合金層5金電極6無(wú)感纏繞的分流電阻器
具體實(shí)施例方式
參考圖1至4，將說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。
圖1示出了超導(dǎo)薄膜故障-限流元件的結(jié)構(gòu)視圖。
在圖1中，參考數(shù)字1表示藍(lán)寶石等等的絕緣體襯底；2表示二氧化鈰等等的緩沖層；3表示大面積超導(dǎo)氧化物薄膜；以及4表示具有在超導(dǎo)氧化物薄膜3上淀積的預(yù)定薄膜厚度的合金層。
該合金層4可以是由金和銀構(gòu)成的二元合金，其在空氣中是穩(wěn)定的且不與超導(dǎo)氧化物薄膜3起反應(yīng)。當(dāng)該合金層4具有由7至82wt％混合的金和銀的成分時(shí)，其室溫下的電阻率多達(dá)純金的兩倍或以上。因此，具有這種成分的合金層的超導(dǎo)薄膜故障-限流元件的結(jié)構(gòu)是良好的。特別，具有其中23wt％的銀被混合到金的成分的合金，其電阻率最大或多達(dá)純金的約五倍，按照推測(cè)是最佳的。順便提及，在100K附近，純金的電阻率被減小到室溫時(shí)的約三分之一，而該合金幾乎不減小。它導(dǎo)致約15倍的差異。
作為用于在超導(dǎo)氧化物薄膜3上淀積合金層4的方法，可以采用諸如真空淀積和濺射的各種方法。但是，在本發(fā)明中，采用濺射。其中由具有不同熔點(diǎn)的金屬構(gòu)成的合金被淀積以具有希望的成分的最普通的真空淀積，具有它需要精確控制構(gòu)成金屬的淀積，以及由于淀積合金薄膜和超導(dǎo)薄膜之間的不良接觸，需要后續(xù)熱處理的缺點(diǎn)。另一方面，在濺射中，可以容易地形成具有基本上與目標(biāo)相同成分的合金，以及可以獲得與超導(dǎo)氧化膜的良好接觸，而沒有后續(xù)熱處理。因此，可以減小接觸電阻，以致所得結(jié)構(gòu)可以被照原樣用作故障-限流元件。
此外，在上面的實(shí)施例中，由金和銀構(gòu)成的二元合金被用作合金層4。但是，不限于這種合金，即使當(dāng)采用其中其他元素被加到金和銀的多元合金時(shí)，如市場(chǎng)上可買到的18-克拉金(由75wt％的金、12.5wt％的銀以及12.5wt％的銅構(gòu)成)，也可以獲得相同的效果。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的超導(dǎo)薄膜故障-限流元件的結(jié)構(gòu)視圖，其中由純金屬或合金線制成的外部無(wú)感地纏繞的分流電阻器與超導(dǎo)薄膜3氧化物并聯(lián)連接，以便獲得較高共享電場(chǎng)。上面的分流電阻器6具有更加小于轉(zhuǎn)變?yōu)檎?dǎo)電狀態(tài)之后的超導(dǎo)氧化物薄膜3和合金層4的復(fù)合電阻的電阻。
在圖2中，參考數(shù)字5表示在超導(dǎo)氧化物薄膜3的兩端上淀積的金電極。其他參考標(biāo)記指圖1中的相同部分。
無(wú)感地纏繞的分流電阻器6的功能是進(jìn)一步減輕超導(dǎo)氧化物薄膜3中的熱斑問題，以在轉(zhuǎn)變?yōu)檎顟B(tài)時(shí)(限流的初始時(shí)間)的過(guò)電流傳送不僅被合金層4共享，而且被無(wú)感應(yīng)分流電阻器6共享的這種方式，由此進(jìn)一步增加超導(dǎo)薄膜故障-限流元素的電阻。為了便于過(guò)電流的傳送，希望外部無(wú)感地纏繞的分流電阻器6的電感盡可能小。因此，該分流電阻器由便宜的合金線的無(wú)感繞組制成。
此外，通常，超導(dǎo)薄膜故障-限流元件的共享電場(chǎng)必須被決定為在限流操作過(guò)程中，限流元件的溫度不上升到常溫以上。在連接具有小電阻的外部無(wú)感地纏繞的分流電阻器6中，在該區(qū)域產(chǎn)生相當(dāng)大的熱量。但是，通過(guò)使用具有足夠大熱容量的無(wú)感纏繞的分流電阻器，可以抑制該溫度上升。因此，無(wú)感地纏繞的分流電阻器6中產(chǎn)生的熱量將不引起減小超導(dǎo)薄膜限流元件體的共享電場(chǎng)。
接下來(lái)，將描述根據(jù)上面的實(shí)施例的超導(dǎo)薄膜故障-限流元件的限流測(cè)試結(jié)果。首先，在該限流測(cè)試中采用的超導(dǎo)薄膜故障-限流元件中，在具有5mm×60mm×1mm尺寸的藍(lán)寶石襯底上形成具有300nm厚度和3MA/cm2的臨界電流密度的YBCO薄膜(45A的DC臨界電流)作為超導(dǎo)氧化物薄膜。在該超導(dǎo)薄膜上的兩端的10mm區(qū)域中，淀積金，以提供電極。在該超導(dǎo)薄膜上的中心的40mm區(qū)域中，使用合金靶，通過(guò)濺射淀積具有約100nm的薄膜厚度的Au-Ag合金層，該合金靶具有其中23wt％銀與金混合的成分。通過(guò)淀積該Au-Ag合金層，與僅僅使用YBCO層的情況相比較(約60Ω)，在室溫下，超導(dǎo)薄膜故障-限流元件的電阻被減小至約1/7。
圖3示出了使用上述超導(dǎo)薄膜故障-限流元件的限流測(cè)試結(jié)果的曲線圖。
如圖3所示，為了模擬電力系統(tǒng)中的短路事故，在約40Apeak的電流流過(guò)超導(dǎo)薄膜故障-限流元件的狀態(tài)中，高電壓被瞬間施加，該超導(dǎo)薄膜故障-限流元件具有在其上淀積的合金層4。約80Apeak的過(guò)電流瞬時(shí)流過(guò)該超導(dǎo)薄膜故障-限流元件。該超導(dǎo)氧化物薄膜3進(jìn)入正常的導(dǎo)電狀態(tài)，沒有被燃燒，以致已經(jīng)流過(guò)超導(dǎo)氧化物薄膜3的過(guò)電流被傳送到合金層4。因此，該過(guò)電流被瞬時(shí)限制。以此方式，很清楚，在限流的初始時(shí)間，通過(guò)增加具有約YBCO薄膜的約一半電阻的Ag-Au合金的分流保護(hù)層，可以解決超導(dǎo)氧化物薄膜3中的熱斑問題。隨著約100Vpeak的電壓被施加到根據(jù)該實(shí)施例的超導(dǎo)薄膜故障-限流元件，可以在五個(gè)周期(0.1秒)上執(zhí)行電流通行，而沒有超導(dǎo)氧化物薄膜3的燃燒。因此，證實(shí)具有25Vpeak/cm的高共享電場(chǎng)的超導(dǎo)薄膜故障-限流元件可以被制備。
接下來(lái)，通過(guò)在超導(dǎo)氧化物薄膜3上濺射淀積具有約50nm薄膜厚度的Au-Ag合金層，該超導(dǎo)氧化物薄膜3類似于圖3的限流測(cè)試中的超導(dǎo)薄膜限流元件所采用的YBCO薄膜，制備具有合金分流層的超導(dǎo)薄膜，該合金分流層具有較高的室溫電阻(約15Ω)。此外，由無(wú)感繞組的錳銅(銅和錳的合金)導(dǎo)線制成的外部無(wú)感纏繞的分流電阻器6(約2.8Ω)被連接到其兩端。
圖4是示出了使用上述超導(dǎo)薄膜故障-限流元件的限流測(cè)試結(jié)果的曲線圖。
如圖4所示，當(dāng)AC通行電流從約30Apeak瞬時(shí)增加到約80Apeak寸，該超導(dǎo)氧化物薄膜3進(jìn)入正常的導(dǎo)電狀態(tài)，而不被燃燒，以致流過(guò)該超導(dǎo)氧化物薄膜3的過(guò)電流被傳送到合金層4和無(wú)感地纏繞的分流電阻器6。在限流操作過(guò)程中，約176Vpeak的AC電壓被施加到該超導(dǎo)薄膜故障-限流元件的兩端，以及在五個(gè)周期(0.1秒)上可以進(jìn)行電流通行，而沒有薄膜的燃燒。因此，證實(shí)具有44 Vpeak/cm或更高的高共享電場(chǎng)的超導(dǎo)薄膜故障-限流元件可以被制備。
為了比較，制備不具有分流保護(hù)層如合金層的YBCO薄膜的故障-限流元件。隨著該外部分流電阻器被并聯(lián)連接，進(jìn)行相同的限流測(cè)試。在該測(cè)試中，當(dāng)AC通行電流被瞬時(shí)增加到約30Apeak至約60Apeak寸，在一個(gè)周期期間電流通行期間，部分薄膜被燃燒，這導(dǎo)致絕緣狀態(tài)。因此，證實(shí)具有這種高臨界電流密度的薄膜不能獲得限流操作，沒有用于避免熱斑的措施。
權(quán)利要求
1.一種超導(dǎo)故障-限流元件，包括絕緣體襯底；在該絕緣體襯底上形成的超導(dǎo)薄膜；以及在該超導(dǎo)薄膜上形成的合金層，所述合金層具有比純金屬的室溫電阻率高兩倍或以上的室溫電阻率，其中當(dāng)通過(guò)過(guò)電流，該超導(dǎo)薄膜進(jìn)入正常的導(dǎo)電狀態(tài)時(shí)，流過(guò)該超導(dǎo)薄膜的過(guò)電流僅僅被傳送到合金層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的超導(dǎo)故障-限流元件，其中該合金層包括金和銀的二元合金層或金、銀及其他元素的多元合金層。
3.一種超導(dǎo)故障-限流元件，包括絕緣體襯底；在該絕緣體襯底上形成的超導(dǎo)薄膜；以及在該超導(dǎo)薄膜上形成的合金層，所述合金層具有比純金屬的室溫電阻率高兩倍或以上的室溫電阻率，所述超導(dǎo)故障-限流元件還包括由純金屬導(dǎo)線或合金線制成的分流電阻器，以及所述分流電阻器與該超導(dǎo)薄膜并聯(lián)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的超導(dǎo)故障-限流元件，其中該分流電阻器由無(wú)感地纏繞的導(dǎo)線制成，由此給出較小的電感。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3的超導(dǎo)故障-限流元件的制造工藝，該工藝包括，在絕緣體襯底上形成的超導(dǎo)薄膜上進(jìn)行合金層的濺射淀積。
全文摘要
以低成本制備具有高共享電場(chǎng)的超導(dǎo)故障－限流元件。一種超導(dǎo)故障－限流元件，包括絕緣體襯底；在該絕緣體襯底上形成的超導(dǎo)薄膜3；以及在該超導(dǎo)薄膜3上形成的合金層4，所述合金層具有比純金屬的室溫電阻率高兩倍或以上的室溫電阻率，其中，當(dāng)通過(guò)過(guò)電流，使該超導(dǎo)薄膜3進(jìn)入正常的導(dǎo)電狀態(tài)時(shí)，流過(guò)該超導(dǎo)薄膜3的過(guò)電流被僅僅傳送到合金層4。
文檔編號(hào)H01L39/16GK1973381SQ20058002093
公開日2007年5月30日 申請(qǐng)日期2005年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月24日
發(fā)明者山崎裕文, 古瀨充穗 申請(qǐng)人:獨(dú)立行政法人產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所