超導/介電薄膜多層結構微波特性之研究

Microwave Characteristics of the Superconducting/Dielectric Film Multilayer Structures

吳昆穎(Kun-Ying Wu)

國立虎尾科技大學/電機資訊學院/光電與材料科技研究所/碩士(2004年)

摘要

本論文基本上分為兩部分來討論，第一部分是利用傳遞矩陣法 (Transfer-Matrix
Method) 來分析多層膜結構的能帶關係，並導出 Bloch wave function 中ω和κ之間的色
散關係，提供此多層膜結構禁帶存在的理論依據。然後利用超導體之二流體模型，在超
導體之臨界溫度下，由於正常電子流與超導電子流同時存在，導出其複數導電率，最後
將超導體導入多層膜結構中，構成超導一維光子晶體結構，分析其能隙結構關係與介電
質多層膜能隙結構的差別。第二部分是利用 Abeles 理論來分析具有緩衝層之超導多層
膜結構的微波特性，並利用 MATHCAD 軟體分別做了下列情況的模擬︰(1) YBa2Cu3O7 薄
膜在具有 SrTiO3/CeO2 緩衝層之藍寶石 (Al2O3) 基板上，(2) YBa2Cu3O7 薄膜在具有
CeO2/YSZ 緩衝層之寶石基板上。並檢驗緩衝層之參數對透射係數之影響。

並列摘要

There are two parts in this thesis. In the first one, we use the transfer-matrix
method to analyze the optical properties for the one dimensional periodic
superconduction/dielectric photonic structures. Based on the dispersion relation,
ω and κ ,for the Bloch wave it is found the existence of the bandgap. In our
analysis the two-fluid model is used to describe the electrodynamics of
superconductors. In the second part we shall use the Abeles theory to analyze
the influence of buffer layers on microwave propagation in a superconducting
film layered structure. For numerical analyses of microwave properties,
MATHCAD software will be used. YBa2Cu3O7-film on Sapphire with buffer
layers SrTiO3 and CeO2,and on Silicon with buffer layers GaF2 and YSZ will be
considered.

參考文獻

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