JIS H 7307:2010 超電導―エレクトロニクス特性測定法―超電導体のマイクロ波表面抵抗

                                                                 H 7307 : 2010 (IEC 61788-7 : 2006)

pdf 目 次

ページ

•  序文・・・・[1]
•  1 適用範囲・・・・[1]
•  2 引用規格・・・・[1]
•  3 用語及び定義・・・・[2]
•  4 要求事項・・・・[2]
•  5 装置・・・・[2]
•  5.1 測定装置・・・・[2]
•  5.2 Rs測定ジグ・・・・[3]
•  5.3 誘電体円柱・・・・[5]
•  6 測定方法・・・・[5]
•  6.1 試料の準備・・・・[5]
•  6.2 構成・・・・[6]
•  6.3 基準レベルの測定・・・・[6]
•  6.4 共振器の周波数応答の測定・・・・[6]
•  6.5 超電導体の表面抵抗及び標準サファイア円柱のε'及びtan δの決定・・・・[8]
•  7 精度及び精確さ・・・・[9]
•  7.1 表面抵抗・・・・[9]
•  7.2 温度・・・・[10]
•  7.3 試料及びホルダーの支持構造・・・・[10]
•  7.4 試料保護・・・・[10]
•  8 試験報告・・・・[11]
•  8.1 試験試料の識別・・・・[11]
•  8.2 Rs値の報告・・・・[11]
•  8.3 試験条件の報告・・・・[11]
•  附属書A(参考)箇条1から箇条8までの追加参考事項・・・・[12]

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――――― [JIS H 7307 pdf 1] ―――――

H 7307 : 2010 (IEC 61788-7 : 2006)

まえがき

  この規格は,工業標準化法第14条によって準用する第12条第1項の規定に基づき,財団法人国際超電
導産業技術研究センター(ISTEC)及び財団法人日本規格協会(JSA)から,工業標準原案を具して日本工
業規格を改正すべきとの申出があり,日本工業標準調査会の審議を経て,経済産業大臣が改正した日本工
業規格である。
  これによって,JIS H 7307:2005は改正され,この規格に置き換えられた。
  この規格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。
  この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願,実用新案権又は出願公開後の実用新案登録出願に
抵触する可能性があることに注意を喚起する。経済産業大臣及び日本工業標準調査会は,このような特許
権,出願公開後の特許出願,実用新案権及び出願公開後の実用新案登録出願にかかわる確認について,責
任はもたない。

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                                       日本工業規格(日本産業規格)                                JIS
                                                                              H 7307 : 2010
                                                                          (IEC 61788-7 : 2006)

超電導−エレクトロニクス特性測定法−超電導体のマイクロ波表面抵抗

Superconductivity-Part 7:Electronic characteristic measurements- Surface resistance of superconductors at microwave frequencies

序文

  この規格は,2006年に第2版として発行されたIEC 61788-7を基に,技術的内容及び構成を変更するこ
となく作成した日本工業規格(日本産業規格)である。
  なお,この規格で点線の下線を施してある参考事項は,対応国際規格にはない事項である。
  この規格に規定する方法は,低温超電導体を含めた他のバルク超電導体にも適用できる。
  この規格に規定する測定方法は,VAMAS(Versailles Project on Advanced Materials and Standards)の超電
導体薄膜特性標準化準備研究の成果に基づいている。

1 適用範囲

  この規格は,標準二共振器法によるマイクロ波帯における超電導体の表面抵抗測定について規定する。
測定の対象は,共振周波数における表面抵抗Rsの温度依存性である。
  この方法における表面抵抗の可能な測定範囲は,次のとおりである。
− 周波数 : 8 GHz30 GHz
− 測定分解能 : 10 GHzで0.01 mΩ
  測定した周波数における表面抵抗値及び比較のために周波数2乗則を用いて10 GHzに換算した表面抵
抗値を報告する。
    注記 この規格の対応国際規格及びその対応の程度を表す記号を,次に示す。
          IEC 61788-7:2006,Superconductivity−Part 7:Electronic characteristic measurements−Surface
              resistance of superconductors at microwave frequencies(IDT)
            なお,対応の程度を表す記号“IDT”は,ISO/IEC Guide 21-1に基づき,“一致している”こ
          とを示す。

2 引用規格

  次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成する。この引用
規格は,その最新版(追補を含む。)を適用する。
    JIS H 7005 超電導関連用語
      注記 対応国際規格 : IEC 60050-815,International Electrotechnical Vocabulary−Part 815:
             Superconductivity(MOD)

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H 7307 : 2010 (IEC 61788-7 : 2006)

3 用語及び定義

  この規格で用いる主な用語及び定義は,JIS H 7005によるほか,次による。
3.1
表面インピーダンス
  一般に,超電導体を含む導体の表面インピーダンスZsは,導体表面における接線方向の電界Etと接線方
向の磁界Htとの比として定義される。
                        Zs  Et / HtRs   jXs
                      ここに,         Rs :  表面抵抗
                                       Xs :  表面リアクタンス

4 要求事項

  超電導薄膜の表面抵抗Rsは,2枚の超電導薄膜試料の間に誘電体円柱を置いて構成する誘電体共振器に
マイクロ波信号を印加し,各周波数における共振器の共振特性から測定する。周波数は共振周波数を中心
として掃引する。さらに,損失に対応するQ値を得るために減衰の周波数特性を記録する。
  この方法の目標測定精度は,30 Kから80 Kまでの測定温度範囲において,20 %以下の変動係数(測定
された表面抵抗の標準偏差を平均値で割った値の100倍)である。
    注記 Q値は,振動系の共振の鋭さを表す量。詳細は,JIS H 7002を参照するとよい。

5 装置

5.1 測定装置

  マイクロ波測定に要求される装置の概略を,図1に示す。装置は,伝送特性測定のためのネットワーク
アナライザーシステム,測定ジグ及び測定温度を計測する温度計から構成されている。
  周波数掃引発振器のような適切なマイクロ波源から,測定ジグ中に設置されている誘電体共振器に電力
を印加する。伝送特性はネットワークアナライザーのディスプレイに表示される。
                       図1−冷凍機を用いたRsの温度依存性測定装置の概略
  測定ジグは,温度制御できる冷凍機の中に設置されている。
  超電導薄膜Rs測定のためには,ベクトル・ネットワークアナライザーが推奨される。ベクトル・ネット
ワークアナライザーは,スカラー・ネットワークアナライザーよりもダイナミックレンジが広いため,高
い測定精度をもっている。

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                                                                 H 7307 : 2010 (IEC 61788-7 : 2006)

5.2 Rs測定ジグ

  平滑表面基板上に形成した超電導薄膜のRs測定を行うための典型的な測定ジグ(密閉形の共振器)を,
図2に示す。上部の超電導薄膜はりん青銅でできているばねによって下方に押さえられる。測定精度を向
上するために,板ばねの使用を推奨する。この種のばねは,ばねと他の部品との摩擦を減らすことができ,
そのため誘電体円柱の熱膨張によって生じる超電導薄膜の動きをスムーズにすることができる。測定誤差
を最小限に抑えるために,サファイアが用いられ,サファイア円柱と銅リングを同軸に配置する。
  セミリジット同軸線は,外径1.2 mmを推奨する。このセミリジット同軸線は,共振器の伝送特性を測
定するために,軸対称位置に共振器の両サイドから接続される(φ=0°と180°,ここでφはサファイ
ア円柱の中心軸周りの回転角。)。二つのセミリジット同軸線はそれぞれ端末に,小さなループをもつ。不
要のTMmn0モードを抑制するために,そのループの面は,超電導薄膜の面に平行に設置する。度重なる温
度履歴によって生じるかもしれない結合ループの溶接部分のクラックを注意深くチェックする。挿入損失
(IA)を調節するために,二つのケーブルは左右に移動可能にする。この調節で,必要とする誘電体共振
モードに不要な共振モードの励振を抑制することができる。これを行わないと,不要な共振モードとの結
合が,TEモード共振の高いQ値を小さくする。不要な結合を抑制するために,高Q共振器の設計に細心
の注意を払う必要がある。図2に示す密閉形以外に他の二つの異なるタイプの共振器を使うことができる
(A.4参照)。

――――― [JIS H 7307 pdf 5] ―――――

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