一种基于YBCO带材超导带传输线的制备工艺制造技术

技术编号：41400192 阅读：4 留言：0更新日期：2024-05-20 19:24

本发明专利技术涉及低温互联领域，具体公开了一种基于YBCO带材超导带传输线的制备工艺，包括以下步骤：步骤一、提供YBCO带材超导带，对YBCO带材超导带进行切割，其截面形成YBCO带材超导五层结构；步骤二、弯曲并剥离步骤一中切割好的YBCO带材获得带有铜、银的YBCO超导层；步骤三、利用化学试剂分别腐蚀去除步骤二中获得带有铜、银的YBCO超导层上的铜层与银层，得到两层超导薄膜；步骤四、对步骤三获得的两层超导薄膜进行微纳加工，获得共面波导传输线与微带线；本发明专利技术中采用激光切割法和化学腐蚀将YBCO超导层剥离，且剥离的YBCO超导层超导性能优异；同时基于YBCO的柔性高温超导传输线作为信号传输通道，不仅可以实现高频高速需求，还可以实现更高集成度。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及低温互联领域，尤其是一种基于ybco带材超导带传输线的制备工艺。

技术介绍

1、基于ybco的跨温区互连柔性超导传输线的制备，可用于低温器件4.2k-50k的射频信号传输。现有的基于ybco薄膜的柔性超导传输线再制作过程中，具有较为繁琐的剥离步骤，需要通电磁加热才能剥离，且现有的ybco超导柔性传输线表面具有银层，在使用中存在漏热大的缺点，不利于多通道的跨温区互联超导量子计算和超导计算机系统集成。

2、随着超导大规模逻辑电路和超导量子计算领域的研究不断革新和系统集成度的不断提高，对于信号传输的要求也在不断提升。为了保证超导逻辑器件的稳定工作与系统的低功耗运行，低温环境下的射频信号传输需要传输信号能够以较小的漏热、插损在不同温区下进行传输。现有的跨温区互联解决方案中，mk-4.2k温区与50k-300k温区都已经较为完善的解决方案。例如mk-4.2k温区可通过nbti超导柔性带状电缆等低温超导电缆传输，这类传输线都具有相对屏蔽效果好低损耗的特点，它们有刚性的也有柔性的，虽各有优缺点，但已经相对完善；至于50k-300k区间则可以使用电光转换器后，通过光纤链路传输。光纤链路能确保>100gbps传输速率的低温室温互联，虽然仍然面临着功耗大、封装困难等问题，但技术已经相对成熟。而4.2k-50k温区的射频信号传输方案大致为使用金属传输线或者带有金属基底的超导传输线，两者都会引入较大的漏热、而传输线的低温端的冷量是有限的，过于大的漏热会导致所需冷量增加，甚至使得传输线或者超导器件工作不稳定等现象。

3、为此，我们提出一种基于ybco带材超导带传输线的制备工艺解决上述问题。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种基于ybco带材超导带传输线的制备工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。

2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：

3、一种基于ybco带材超导带传输线的制备工艺，包括以下步骤：

4、包括以下步骤：

5、步骤一、提供ybco带材超导带，对ybco带材超导带进行切割，其截面形成ybco带材超导五层结构；

6、步骤二、弯曲并剥离步骤一中切割好的ybco带材获得带有铜、银的ybco超导层；

7、步骤三、利用化学试剂分别腐蚀去除步骤二中获得带有铜、银的ybco超导层上的铜层与银层，得到两层超导薄膜；

8、步骤四、对步骤三获得的两层超导薄膜进行微纳加工，获得共面波导传输线与微带线。

9、在进一步的实施例中，所述步骤一中采用激光切割法或其他机械加工的方法对ybco带材两侧进行剪裁，所述步骤一中五层结构为上下层为铜层、最上层铜层的下方为银层、最下层铜层的上方为镍基基底、银层和镍基基底之间为ybco超导层。

10、在进一步的实施例中，所述步骤二中获得带有铜、银的ybco超导层方法包括以下步骤：将步骤一中切割好的ybco带材的一端去掉3-5mm长度的上层超导层、裸露出镍基基底，然后向下弯曲镍基基底。

11、在进一步的实施例中，所述弯曲镍基基底过程中应保证ybco超导层平整、不受外力影响，该方法可获得≧10cm的带铜、银的ybco超导层。

12、在进一步的实施例中，所述步骤三中化学试剂为fec l 3酒精溶液、氨水与双氧水混合溶液和稀盐酸。

13、在进一步的实施例中，所述步骤三中获得两层超导薄膜的方法包括以下步骤：将步骤二中剥离的带有铜、银的ybco超导层粘于p i上，其中ybco层置于最下层，确保ycbo超导层不与化学试剂接触，然后利用化学试剂分别腐蚀掉铜层与银层，最后得到只有p i与ybco两层的超导薄膜。

14、在进一步的实施例中，所述步骤四中微纳加工工艺为：将获得粘于p i上的ybco超导带利用pmma胶粘于硅片上，再按照仿真结果采用激光只写、湿法刻蚀的方法制得中心导体宽度为0.42mm和导体与地间隔为65um的共面波导，最后在制作好的共面波导两端焊接sma接头，完成微带线的工艺制备。

15、在进一步的实施例中，所述步骤四中微纳加工工艺为：将获得的p i上下两层都具有ybco薄膜利用pmma胶粘在硅片上进行激光只写、湿法刻蚀获得上导体为0.22mm和下导体，最后在制作好的微带线两端焊接sma接头，完成微带线的工艺制备。

16、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：

17、1、本专利技术采用激光切割法和化学腐蚀将ybco超导层剥离，且剥离的ybco超导层超导性能优异。

18、2、采用ybco超导层和柔性介质基材p i(聚酰亚胺)加工制备共面波导传输线。

19、3、本专利技术可以实现传输线的长度大于10cm。

20、4、本专利技术基于ybco的柔性高温超导传输线作为信号传输通道，不仅可以实现高频高速需求，还可以实现更高集成度。

21、5、传输线采用柔性介质基材p i(聚酰亚胺)，使得传输线不仅可以工作在极低温下，而且柔韧性好，所占空间小，成本低。

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【技术保护点】

1.一种基于YBCO带材超导带传输线的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

2.用于权利要求1所述的一种基于YBCO带材超导带传输线的制备工艺，其特征在于，所述步骤一中采用激光切割法或其他机械加工的方法对YBCO带材两侧进行剪裁，所述步骤一中五层结构为上下层为铜层、最上层铜层的下方为银层、最下层铜层的上方为镍基基底、银层和镍基基底之间为YBCO超导层。

3.根据权利要求1所述的一种基于YBCO带材超导带传输线的制备工艺，其特征在于，所述步骤二中获得带有铜、银的YBCO超导层方法包括以下步骤：将步骤一中切割好的YBCO带材的一端去掉3-5mm长度的上层超导层、裸露出镍基基底，然后向下弯曲镍基基底。

4.根据权利要求3所述的一种基于YBCO带材超导带传输线的制备工艺，其特征在于，所述弯曲镍基基底过程中应保证YBCO超导层平整、不受外力影响，该方法可获得≧10cm的带铜、银的YBCO超导层。

5.根据权利要求1所述的一种基于YBCO带材超导带传输线的制备工艺，其特征在于，所述步骤三中化学试剂为Fecl 3酒精溶液、氨水与双氧水混合溶液和稀盐酸。

6.根据权利要求1所述的一种基于YBCO带材超导带传输线的制备工艺，其特征在于，所述步骤三中获得两层超导薄膜的方法包括以下步骤：将步骤二中剥离的带有铜、银的YBCO超导层粘于PI上，其中YBCO层置于最下层，确保YCBO超导层不与化学试剂接触，然后利用化学试剂分别腐蚀掉铜层与银层，最后得到只有PI与YBCO两层的超导薄膜。

7.根据权利要求1所述的一种基于YBCO带材超导带传输线的制备工艺，其特征在于，所述步骤四中微纳加工工艺为：将获得粘于PI上的YBCO超导带利用PMMA胶粘于硅片上，再按照仿真结果采用激光只写、湿法刻蚀的方法制得中心导体宽度为0.42mm和导体与地间隔为65um的共面波导，最后在制作好的共面波导两端焊接SMA接头，完成微带线的工艺制备。

8.根据权利要求1所述的一种基于YBCO带材超导带传输线的制备工艺，其特征在于，所述步骤四中微纳加工工艺为：将获得的PI上下两层都具有YBCO薄膜利用PMMA胶粘在硅片上进行激光只写、湿法刻蚀获得上导体为0.22mm和下导体，最后在制作好的微带线两端焊接SMA接头，完成微带线的工艺制备。

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【技术特征摘要】

1.一种基于ybco带材超导带传输线的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

2.用于权利要求1所述的一种基于ybco带材超导带传输线的制备工艺，其特征在于，所述步骤一中采用激光切割法或其他机械加工的方法对ybco带材两侧进行剪裁，所述步骤一中五层结构为上下层为铜层、最上层铜层的下方为银层、最下层铜层的上方为镍基基底、银层和镍基基底之间为ybco超导层。

3.根据权利要求1所述的一种基于ybco带材超导带传输线的制备工艺，其特征在于，所述步骤二中获得带有铜、银的ybco超导层方法包括以下步骤：将步骤一中切割好的ybco带材的一端去掉3-5mm长度的上层超导层、裸露出镍基基底，然后向下弯曲镍基基底。

4.根据权利要求3所述的一种基于ybco带材超导带传输线的制备工艺，其特征在于，所述弯曲镍基基底过程中应保证ybco超导层平整、不受外力影响，该方法可获得≧10cm的带铜、银的ybco超导层。

5.根据权利要求1所述的一种基于ybco带材超导带传输线的制备工艺，其特征在于，所述步骤三中化学试剂为fecl 3酒精溶液、氨水与双氧水混合溶液和稀盐...

【专利技术属性】
技术研发人员：田清文，原蒲升，李凌云，汪书娜，尤立星，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：

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