超導電子技術

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　　超導電子技術是指採用超導材料產生新一類電子器件及其應用的技術。

　　超導電子技術主要包括：

　　1、超導材料技術。在一定溫度下，物體的電阻完全消失，這～現象稱為“超導”。超導材料分為“低溫”(即溫度小於一250℃)超導材料和高溫(即溫度大於一250℃)超導材料兩類。利用超導材料製作電子器件，具有體積小、重量輕、損耗低、功率高、靈敏度高等許多優點。

　　2、超導電子器件加工技術。超導電子器件是超導電子技術的主要應用領域，主要包括無源電子器件和有源電子器件。無源電子器件包括：高溫超導濾波器、超導微帶諧振器、高超導轉變溫度延遲線、超導天線等；有源電子器件包括：超導混頻器、超導模數轉換器、超導紅外探測器、超導量子干涉器和其他超導有源微波器件(如檢測器、放大器、轉換開關等)。

　　3、超導電腦。超導電腦是超導電子技術的一個十分重要的高技術應用領域。日本富士通公司最先開發出約瑟夫森電腦的心臟部件一電腦處理裝置，該裝置用鈮作超導材料，晶元大小為5毫米，有1841個邏輯電路，集成了5011個元件；放人一269℃的液氦中，一次計算所需時間為1.3納秒，比硅的時間33納秒和砷化鎵的時間14納秒快了10倍多；而它的功耗只為砷化鎵的1/200。1989年底日本研製出世界第一臺超導巨型電腦，將22000個晶元封裝在4塊存儲器晶元上，該電腦工作在-269℃溫度，其運算速度為lO億次/秒，比一般微電子電腦快了10倍以上，而功耗僅為硅晶元電腦功耗的1/1000。

　　基於超導電子器件的種種優點以及迄今已有的應用實例，聯繫當前及未來信息作戰技術領域的情況，可以設想，超導電子技術在信息作戰中的應用將有以下幾個主要方面：

　　一是高靈敏度探測器(感測器)。例如：利用超導量子干涉器(SQUID)製造的磁強計，可以通過探測磁異常現象快速精確地測定潛艇、艦船、坦克等大型鋼鐵平臺的位置；由此可以製成裝備於飛機或部署於水下以至海底的反潛探測器。預計在21世紀初將出現低溫超導材料的SQUID反潛探測系統，稍後可出現工作於液氮溫區的高溫超導材料SQUID反潛探測網。根據同樣原理，這一技術還可製成SQUID磁製導系統以裝備機載或艦載靈巧武器。此外，在紅外探測方面，超導紅外探測器被列為下一代星載紅外焦平面陣列的優選器件之一。預計在2l世紀前半期，高溫超導材料紅外焦平面陣列將在導彈等各種武器系統中得到廣泛應用。

　　二是微波毫米波器件。超導微波毫米波無源器件主要包括濾波器、諧振器、天線等，其微波特性、重量、體積等都大大優於同類常規器件。超導微波毫米波有源器件主要包括混頻器、檢測器、模數轉換器等。上述器件在通信、雷達、電子對抗等領域用途廣泛。在實用中已有常規器件為超導器件所取代的情況。

　　三是高速數字信號處理和電腦。例如超導高速模數變換器可以在10GHz甚至更高頻率進行模數變換，直接把微波模擬信號轉換成為數字信號。這對於星載紅外焦平面成像系統、軟體無線電通信系統等等信息作戰裝備都是不可缺少的技術。日本研製出了一種採用約瑟夫森結的巨型電腦，所謂約瑟夫森結，由兩個超導層之間夾一個很薄的絕緣隔板構成，能以很低的功耗實現高速開關作用。該電腦採用22000個約瑟夫森結晶元封裝在4塊存儲器晶元上，工作於4K溫度，運算速度每秒10億次，功耗僅6.2mW。