зонаторов различаются в зависимости от конкретного типа резонатора,
однако характер требований остается общим (табл. 1). Самое высокое
содержание из всех примесей имеет тантал, его весовая доля составля-
ет приблизительно 500 ppm для высокочистого ниобия. Ниобий труд-
но поддается очистке от примеси тантала, так как они имеют сходную
природу и близкие химические свойства. Исследования [13], проведен-
ные в 2005 г., показали, что относительное остаточное сопротивление
не коррелирует с содержанием тантала в ниобиевых образцах. Также
не было обнаружено никаких систематических данных о зависимости
напряженности магнитного поля теплового пробоя и добротности ре-
зонатора от концентрации тантала в диапазоне 160–1300 ppm как до,
так и после низкотемпературного отжига. Существуют также непод-
твержденные данные об отсутствии влияния содержания тантала на
теплопроводность ниобия.
Таблица 1
Примесь Допустимая концентрация,
ppm, не более
Примесь Допустимая концентрация,
ppm, не более
Ta
500
H
3
W
70
N
20
Fe
3
O
40
Ti
50
Ni
30
Mo
500
C
20
Особую роль на распределение температурного поля в резонаторе
оказывают примеси, обладающие магнитными свойствами. Исследо-
вания [14] показали, что при охлаждении ниобиевых СВЧ резонаторов
в присутствии магнитного поля, например магнитного поля Земли,
магнитные вихри захватываются при переходе в сверхпроводящее со-
стояние. По одной из существующих теорий [3] захваченные вихри
Абрикосова могут быть вызваны скоплениями магнитных примесей
в материале [15]. Второй механизм захвата магнитных вихрей осно-
ван на локальном тепловом пробое сверхпроводника. На небольшом
нормальном участке резонатора, образованном резким возрастанием
температуры, возникает эффект Зеебека. Вызванный этим эффектом
магнитный вихрь захватывается при последующем охлаждении участ-
ка.
В результате термической обработки резонатора оксидная пленка
освобождает часть кислорода, который диффундирует в толщу матери-
ала, образуя скопления (рис. 5). Повышенная концентрация кислорода
в поверхностном слое ниобия до низкотемпературного отжига снижает
182
1,2,3,4,5,6 8,9,10