SE527452C2 - Förfarande och anordning för mikrovågsomkoppling - Google Patents

Description

527 452 Metallhydrider ändras från ett metalliskt tillstånd till ett halvledande eller isolerande tillstånd med ökande vätemängd. Likströmsresistiviteten ökar och optiska egenskaper ändas från att vara reflekterande metalliska till transparent halvledande. Tunna skikt av dessa metaller kan reversibelt omkopplas mellan ett metalliskt och ett halvledande eller isolerande tillstånd. De flesta metallhydrider l det väterlka tillståndet hänförs bäst till halvledare och den terminologin används i fortsättningen.

Yttrium är en metall som kan användas. När yttrium exponeras 'för väte ändras det till yttriumdihydrid, som år en metall med lägre resistans än yttrium. Ytterligare exponering för våte ger yttriumtrihydrid, som år en halvledare med stort bandgap. Yttriumdihydrid har en resistivitet på 3>< 10-7 Qm och yttriumtrihydrid har en resistivitet på of 7xlO'4 Qm [1]. De optiska egenskapema ändras från kraftigt reflekterande för yttriumdihydrid, vilket år typiskt för en metall, till transparent, typiskt för en halvledare med stort bandgap. Övergången mellan yttriumdihydrid och -trihydrid är reversibel och denna egenskap används i optiska* omkopplare.

Flera metalliska material kan bilda metallhydrider och har befunnits inneha omkopplingsbara optiska och elektriska egenskaper. 1) Trivalenta metaller som yttrium (Y), skandiumi (Sc), lantan (La), eller legeringar av dessa. i 2) De sällsynta jordartsmetallerna med 'atomnummer 58 - 71 (Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu) [2]. 3) Mg och legeringar av Mg med sällsynta jordartmetaller [3], [4], [l2]. 4) Multilagerstackar, med skikttjocklekar på 1 - 2 nm, av en trivalent metall och magnesium (Mg) [4]. g 5) Legeringar av Mg och en övergångsmetall [5).

Nedan diskuterar vi yttrium, men vilken metall som helst kan användas, om det inte explicit fastslås annat. 52? 452 Tabell 1 illustrerar förändringen i resistivitet för några omkopplingsbara metallhydrider mellan deras metalliska och halvleclande tillstånd.

Skikttjocklekama och täckskikten med en katalytiskt aktiv metall ges också.

D står för deuterium.

Tabell 1 Metall <-> Resistivitet Skikttjocklek Tåckskikt Referens Halvledare [mQçm] [nm] YH2 <-+ YHs 0.03 -> 5 300 Pd, 15 [6] flm YH1.9 <-> YH2_9 0.025 -> 50 Pd, 10 [1] 70* nm YD1.9 <-> YD2_9 0.035 -+ 50 Pd, 10 [1] 90* ' nm LaMg <-> 0.07 -> 5 584 Pd, AlOx [3] LaMgHzß MggNi H 0.06 -> 9 232 _ Pd, 2nm - [7] Mg2NiH4 LaH2 <-> LaI-'Ia 0¿04 -> 32 500 Pd, 20nm [8] * Värden kompenserade för resistiviteten hos täckskiktet Omkopplingen av metallhydriderna mellan av och på beror på utbytet av väte. Om yttrium exponeras för molekylärt väte vid rumstemperatur och atmosfårstqrck, bildas yttriumhydrid. Först bildas yttriumdihydrid, som är metalliskt, och med ytterligare hydrering bildas yttriumtrihydrid, som är en halvledare.

Om yttriumtrihydriden inte exponeras för väte, utan exempelvis för luft, kommer vätekoncentratíonen att minska. Yttriumtrihydriden kommer att 10 '15 20 25 30 527 452 ändras tillbaka till yttriumdihydrid. Denna process kommer att gå fortare om provet värms upp.

Det molekylära Vätet mäste dissocieras till atomärt väte. Ett täckskikt av en katalytiskt aktiv metall kan användas ovanpå metallfilmen för att gfnna dissociationen.

Den katalytiska metallen kan vara palladium (Pd), platina (Pt), nickel (Ni), kobolt (Co) eller legeringar av dessa metaller [4].

Ett skikt av aluminiumoxid i nanometerorrirådet kan användas mellan metallen och det katalytiska skiktet. Med alumíniumoxidskiktet kan tjockleken hos det katalytiskt aktiva metallagret reduceras till l nm.

Aluminiumoxidskíktet förhindrar att den katalytiskt aktiva metallen diffunderar in i metallhydriden och förhindrar att den senare oxideras, vilket ökar livslängden hos yttriumhydriden [9].

Tjockleken hos yttriumlagret i optiska omkopplare är typiskt 100 - 1000 nm [2], men värden upp till 2000 nm har nämnts [4]. Omkopplingstiden mellan de metalliska och halvledande tillstånden ändras med filmtjocklek och längre för tjockare filmer. För filmer på nägra hundra nanometer är omkopplingstiden tiotals sekunder. Mikrometertjocka filmer kan ha omkopplingstider på flera minuter. Om man använder en legering av en sällsynt _ jordartsmetall med magnesium i- metallhydriden kan omkopplingshastigheten öka [4].

Vätet kan tillföras inte bara från gasfas utan också från en flytande elektrolyt [6] 'eller en fast elektrolyt [10]. Vätet skulle också kunna tillföras från ett väteplasma eller från en annan metallhydrid [4]. Utbytet av väte kan i värmekontrollerat, eller vara diffusionsdrivet, spänningskontrollerat, kombinationer därav. 10 20 25 30 527 452 n o . 4 en coon . g, z u I 9 z ' o 0 i ' . , n n I 0 . , . e n en o a o ' 'e o n o o o I ' g : 2 I.' , .. sno oo En yttrium film kan deponeras med hjälp av konventionella metoder såsom katodförstoftning (sputtring), vakuumförångning, kemisk gasfasdeponering (CVD), laserablation eller elektroplätering. Ett katalytisk aktivt skikt kan deponeras med hjälp av samma konventionella metoder.

Substratet för optiska kopplare skulle allmänt vara glas eller kvarts.

SAMMANFATNING AV UPPFINNINGEN Ett förfarande visas för att erhålla en anordning för kontroll och omkoppling av rníkrovågs eller radiosignaler. Till att börja med tillhandahålls ett substrat med elektriska egenskaper anpassade för användning av mikrovågs eller radiofrekvenser (RF). Substratet kan typiskt vara en tunn kvartsplatta eller ett liknande material, på vilken en yta av exempelvis en trivalent metall skapas. Denna yta utsätts i en föredragen utföringsform för väte och fungerar som en metall eller en halvledare beroende på mängden närvarande väte. Ytan, exempelvis av en trivalent metall, kan fungera som en högfrekvenskontrollanordning eller brytare, när den används i mikrovågs eller radiofrekvenskretsar. Dessutom tillhandahålls anordningen för kontroll eller omkoppling av mikrovågs- eller radiofrekvenssigrialer _med ett verktyg för att omkoppla en sådan trivalent metallyta mellan dess metalliska dihydridulisrånd och dess hævuadande trihydfidfiustånd.

En typisk trivalent metall att använda bland de sällsynta jordartsmetallerna år tillexempel ett deponerat skikt av yttrium, exponerat för vätgas eller för en elektrolyt innehållande väte, som med den trivalenta metallen bildar antingen dihydrid- eller trihydridtillståndet. Också legeringar med andra lantanider eller sällsynta jordartsmetaller kan vara kandidater för ett omkopplingsbart skikt för RF eller mikrovågor.

En funktionell utföringsform av anordningen för kontroll eller omkoppling av mikrovågs- eller radiofrekvenssignaler skapas på ett substrat, vilket exempelvis förses med 'strip-lines' eller motsvarande ytor av guld, som 10 15 20 25 30 527 452 sammanbinder en trivalent yta som fungerar som det omkopplande eller kontrollerande elementet, till en lämplig. in- eller utgång. Substratets motsatta yta har typiskt ett deponerat skikt av en väl ledande metall, exempelvis guld, som bildar ett jordplan. Sålunda kommer anordningen att utgöra en kontrollanordning eller omkopplare för exempelvis en antenn, ett filter, ett stubbelement, en kapacitans, ett motstånd eller liknande mikrovàgs- eller radiofrekvenskomponent.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppñnningen, och dess ytterligare ändamål och fördelar, kan bäst förstås genom hänvisning till följande detaljerade beskrivning, tillsamman med medföljande ritningar, i vilka: FIG. 1 år en schematisk vy sedd ovanífrán av en anordning för kontroll eller omkoppling av radiofrekvens- och mikrovågsöverförings- egenskaper, FIG. 2 är ett schematisk tvärsnitt av anordningen i FIG. 1, FIG. 3 är en schematisk vy sedd ovanifrän av en »enkel mikrovågs- anordning för impedansmatchning eller för att bilda en avstämbar antennanordning genom en omkopplíngsbar metallhydrid, FIG. 4 visar amplitudeni hos spidningsparameter S21 mot frekvens f för den omkopplingsbara anordningen i FIG. 1 med skiktet i dess metalliska fas (fet heldragen linje) och i dess halvledande fas (fet streckad linje) i jämförelse med en obrutcn irransmissionsledning av guld (tunn heldragen linje) och bruten jtranmissionsledning med ett luftgap av samma längd som metallhydridens (tunn streckad linje) för det experimentella frekvensområdet 10 MHz till 40 GHz, FIG. 5 visar en förstorad del av FIG. 4 i frekvensområdet 20 till 40 GHz, 10 20 25 30 527 452 FIG. 6 visar amplituden hos spridningsparameter S11 mot frekvens för anordníngen i FIG. 1 med skíktet i dess metalliska fas (fet heldragen linje) och i dess halvledande fas (fet streckad linje) i jämförelse med en obruten transmissionsledning av guld (tunn heldragen linje) och bruten tranmissionsledning med ett luftgap av samma längd som metallhydridens (tunn streckad linje) för det experimentella frekvensområdet 10 MHz till 40 GHz, FIG. 7 visar amplituden hos spridningsparametern S21 i dB mot tid i sekunder under hydrering vid en frekvens av 5 GHz, FIG. 8 visar arriplituden hos spridningspararnetern S11 mot frekvens för den omkopplingsbara anordníngen i FIG. 3 med metallhydriden i det metalliska tillståndet (heldragen linje), i halvledande fas (punkt-streckad linje) och två mellanliggande faserl(streckad linje och punktad linje), samt FIG. 9 visar amplituden hos spridningsparametern S21 mot frekvens för den omkopplingsbara anordníngen i FIG. 3 med metallhydriden i det metalliska tillståndet (heldragen linje), i halvledande fas (punkt-streckad linje) och två mellanliggande faser (streckad linje och punktad linje).

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Ett förfarande och en anordning visas för kontroll och omkoppling av- signalöverföringsegenskaper inom radio och mikrovågsfrekvensorrirådena.

Det baseras på förändringen mellan ett' metalliskt tillstånd och ett halvledande tillstånd, som förekommerli metallhydrider när väte byts ut.

» Figur 1 illustrerar en utföringsform av en anordning i enlighet med det föreliggande uppfinningsmässiga förfarandet. Anordningen kan användas för 10 15 20 25 30 527 452 so» nu on c co o o o o c o o c n 0 u o acc c o I I I o c 0 o u o i c a o kontroll eller omkoppling av radiofrekvens och mikrovägssignalutbredning.

Substratet 4 är en 1 mm tjock kvartsplatta. Ovanpå substratet finns två remsor av guld, 1 och 2, vilka ansluter till en central ytdel 3. I den belysande utföringsformen är remsornas bredd 2,4 mm. Bägge remsorna har en längd av 23,4 mm och en tjocklek av 10 um. Mellan de två guldremsorna 1 och 2 finns ett yttriumhydridskikt 3. Bredden för yttriumhydridskiktet är 2,4 mm, längden är 3,7 mm och tjockleken 1 um. Remsoma 1 och 2 bildar en transmissionsledning, som får olika egenskaper beroende på tillståndet hos yttriumhydriden i den korta remsan 3. Ovanpå yttriumhydridskiktet finns det ett 5 nm täckskikt av en katalytisk metall, i detta fall palladium.

Figur 2 visar ett tvärsnitt av den omkopplingsbara anordningen i Figur 1.

Hänvisningsnumren 1, 2, 3 och 4 hänvisar till samma delar som i Figur 1.

Substratets botten 5 år ett jorclplan av guld. Transmissionsledningarna konstruerades att ha en karakteristisk impedans på 50 Q.

Vid mätningen anslöts en analysator för 10 MHz - 40 GHz till anslutningsändarna på remsorna 1 och 2 i Figur 1 och Figur 2.

En något mer komplicerad anordning visas i Figur 3. Den liknar den som beskrivs i Figur 1 och Figur 2, men mönstret i metallskiktet är inte det för en enkel transmissionsledning, utan snarare ett mönster ämnat att ge ett kraftigt frekvensberoende i ett smalare frekvensområde, jämfört med anordningen i Figur 1. Hänvisningsnumren 1, 2, 3 och 4 motsvarar de i Figur 1 och Figur 2. Hänvisningsnummer 1 och 2 visar ånyo anslutningarna där analysatom för 10 MHz - 40 GHz var ansluten för den orda mätningen.

Amplituden hos spridningsparametern S21 (transmissionskoefficienten) för den omkopplingsbara anordningen i Figur 1 illustreras i Figur 4. När metallhydriden är i sitt metalliska tillstånd verkar anordningen som en allmän transmissionsledning. Transmissionen minskar för frekvenser över 10 GHz. Samma uppträdande ses för transmissionsledningen av rent guld, 20 25 30 527 452 o o oc: oc och beror följaktligen inte på förluster i metallhydriden, utan snarare i den experimentella uppställningen. Sålunda skulle inte frekvensområdet för en tillämpning vara begräsad till de här presenterade. Når metallhydriden i befmner sig i sitt halvledande tillstånd minskar transmissionen signifikant över hela frekvensområdet De maxima och minima som ses i alla kurvorna beror på provets geometri snarare än materialegenskaper.

För tydlighets skull visas en detalj av de data som presenterades i Figur 4 i Figur 5, i vilken S21 (transmissionkoefficienten) ges mot frekvens i ornrådet 20 - 40 GHz. Även om data är brusiga och det finns struktur beroende på geometrieffekter finns en klar skillnad mellan de metalliska och halvledande tillstånden hos metallhydriden. De omkopplingsbara egenskaperna liknar de som en skillnad som ses mellan en ren guldledning och en transmissionledning med ett luftgap, som också illustreras i Figur 5.

Amplituden hos spridningsparametem S11 (reflektionskoefficienten) mot frekvens visas i Figur 6. När metallhydriden är i sitt metalliska tillstånd är reflektionen nästan så låg som den för transmissionsledningen av.guld. I sitt halvledande tillstånd ökar reflektionen dramatiskt and liknar den för en transmissionsledning med ett luftgap.

Anordningen som avbildas i Figur 1 och 2 kan omkopplas' mellan det metalliska och det halvledande tillståndet för metallhydriden och följaktligen kan mikrovågstransmissionen och -reflektionen omkopplas som visas i Figur 4, Figur 5 och Figur 6.

Amplituden hos spridningsparametem S21 (transmissionskoefñcienten) vid en frekvens 5 GHz, under införandet av väte för hydriden, visas i Figur , för anordningen som avbildas i Figur 1 och Figur 2. Vid t =_ Os är metallhydriden i sitt metalliska tillstånd och mikrovågssignalen överförs normalt av anordningen. För t > 400s är metallhydriden i sitt halvledande tillstånd och mikrovågssignalen överförs inte längre. Figur 7 ' visar tydligt att 10 20 25 30 527 452 m f transmissionen av mikrovågor kan kontrolleras och avståmmas av en anordning som den i Figur 1. Omkopplingstiden mellan det metalliska tillståndet och det halvledande för denna anordning är ungefär 7 minuter.

I Figur 8 demonstreras spridningsparameterns S11 (reflektionskoefficienten) amplitud mot frekvens för anordningen i Figur 3.

Spridningsparameterns amplitud S21 (transmissionskoefficienten) mot frekvens för anordningen i Figur 3 visas i Figur 9.

Spridningsparameterns S11 amplitud, som visas i Figur 8, har ett kraftigt minimum, vars position kan kontrolleras genom att hydrera metallhydriden i anordningen som avbildas i Figur 3. Sålunda kan anordningen användas för att matcha impedansen. Dessutom kommer anordningen i FIG. 3 att kunna fungera som en antenn med avstämbara egenskaper.

I experimenten användes yttriumhydrid och omkopplingen gjordes mellan ett metalliskt yttriumdihydridtillstånd och ett halvledande yttriumtrihydrid- tillstånd. Emellertid skulle, i omkopplande I RF míkrovågsanordning, vilken godtycklig metall, metallhydrid eller legering, som är möjlig att omkoppla mellan ett metalliskt ledande tillstånd och ett en sådan eller isolerande halvledande tillstånd genom att använda exempelvis väte, kunna användas i överensstämmelse med den föreliggande uppfinningen. Sådana material finns i lantanidgruppen i den tredje gruppen i det periodiska systemet. Typiska legeringar skulle till exempel kunna innehålla magnesium (Mg). Ytterligare trivalenta metaller från denna tredje grupp i det periodiska systemet såsom skandium (Se), yttrium (Y), lantan (La) eller legeringar av dessa kommer att var möjliga kandidater att använda i enlighet med den föreliggande uppfinningen.

Tjockleken hos metallhydriden är inte kritisk. Emellertid borde den inte vara tunnare än 0.1 pm och skulle exempelvis kunna vara 10 pm tjock. 10 20 25 30 527 452 Det katalytiska skiktets tjocklek är inte kritiskt. Det skulle typiskt kunna vara mellan 2 nm och 25 nm.

I det aktuella redovisade experimentet användes kvartssubstrat. l en omkopplingsbar anordning skulle vilket som helst substrat som används för plana radiofrekvenstransmissionsledningar eller integrerade mikrovågs- kretsar vara tillämpligt.

Tjockleken och bredden hos den plana ledaren och substratets tjocklek är inte specifika för den beskrivna uppfinningen, utan skulle kunna vara de som används i en specifik krets.

Till det ledande skiktet och ' jordplanet användes guld i det belysande experimentet. I en omkopplingsbar anordning i enlighet med den föreliggande uppfinningen skulle vilket ledande material som helst kunna användas, till exempelkoppar, silver eller aluminium. beskrivna Microstriptransmissionsledningsteknologi användes i det experimentet. I en anordning i enlighet med den föreliggande uppfinningen skulle vilken som helst transmissionsteknologi kunna användas, vilken är lämplig för någorlunda plana ytor, exempelvis strip-lines, koplanara, vågledare eller slitsledare.

Vätet som kontrollerar omkopplingen av anordningen i det beskrivna experimentet erhölls från molekylärt väteli gasfas. Atomärt väte erhölls genom dissociation av molekylärt väte genom tâckskiktets katalytiska metall. I en omkopplíngsbar anordning skulle väte kunna erhållas från en flytande eller fast elektrolyt eller från ett väteplasma. En fast elektrolyt skulle till exempel kunna vara ett protonledande fast ämne; exempelvis zirkoniumoxid. o o o o o o o o o o ooo ooo o o oo oo o oo o o o o o o o oo o o . o o o o o o o o o o o o ooo o o o o o o o o o o , o o o o o o o o o o o o o o oo 10 20 25 30 527 452 De anordningar som beskrivs ovan är enkla för att visa den nya principen så klart som möjligt. De avstämbara eller omkopplingsbara radiofrekvens eller mikrovågsegenskaperna hos metallhydriden skulle uppenbart kunna användas i andra anordningar eller kretsar. De kunde användas antingen i enskilda komponenter eller som del av kretsar som RFIC eller MMIC.

Omkopplingsbara metallhydrider kan användas för att ändra geometrin hos metallskiktet för enskilda komponenter eller i kretsar som RFIC eller MMIC.

Olika tillämpningar skulle kräva olika geometrier hos den omkopplingsbara metallhydriden och resten av metallskiktet som används.

Frekvensomrädet för tillämpning som använder den föreliggande uppfinningen är inte begränsat till det som ges i presenterade experimentella data. Geometrierna och egenskaperna för de använda material i en specifik tillämpning sätter gränser för frekvensområdet. Fysikaliskt- relevanta frekvensgränser för den föreliggande uppfinningen för att kontrollera transmissionsegenskaper för radiofrekvens eller mikrovägor kunde vara 50 kHz upp till 3000 GHz.

En tillämpning skulle vara varierbara dämpare. Om en transmissionsledning har en del som år en omkopplingsbar metallhydrid kan dämpningen ändras kontinuerligt med utbytet av väte. Frckvensområdet 'för en sådan anordning förväntas vara brett.

En annan tillämpning skulle vara impedansmatchning. Längden hos ett matchande stubbelement skulle kunna ändras genom att ha en eller flera delar av metallhydrid vid stubbelementets ände, eller i serie längs med stubbelementet. Genom att ha delarna av metallhydrid i det metalliska eller halvledande tillståndet kunde stubbelementets längd ändras och sålunda förändras stubbelementets impedans. Trimning kunde göras på en RFIC eller på en MMIC genom att omkoppla metallhydriden mellan dess metalliska och haiviedande finståna. i 10 20 25 30 527 452 ooo o o oo o oo o ooo o o oo o o oo o o oo ooo oo o o oo o o o o o o o o o o o ooo o o o o o o I o o o o o o o o 6 o o o o o o o o o o o o I o o o o o o oo ooo oo Uppfinningen är lämplig för tillämpningar med' impedansmatchning av _ högeffektskretsar såsom effektförstärkare. En metallhydrid - som är ett material snarare än en aktiv anordning - förväntas uppvisa små olinjäriteter effektnivå och med avseende på RF eller mikrovågssignalens effektförlusterna hos signalen kan göras relativt små.

En tillämpning kunde vara fasskiftande anordningar. Genom att bilda transmissionsledningar av olika längd kan fasskiftet hos en Överförd eller reflekterad signal kontrolleras; Ytterligare en tillämpning kunde vara avstämbara kondensatorer. Genom att i en radiofrekvenskrets utforma ena eller båda sidorna av en parallell plattkondensator av metallhydrid kan kondensatorns area, och följaktligen också kapacitansen, kontrolleras.

Ytterligare en tillämpning kunde vara avstämbara motstånd. Genom att i en radiofrekvens eller mikrovågskrets ena eller båda sidorna av kontakterna mot ett resistivt skikt bildas av rnetallhydrigd kan kontakternas bredd, och följaktligen också deras resistans, kontrolleras.

Ytterligare tillämpningar kunde» vara kopplingsanordningar. Genom att ändra dimensionerna pä transmissionsledningania som bildar anordningen, kan frekvensselektiviteten och kopplingskvoten kontrolleras.

En annan typisk tillämpning kunde vara rnikrovågsfilter. Dessa kan implementeras i plana transmissionsledningar. Det kan göras genom att använda stubbelement med bestämda karakteristiska impedanser, eller transmissionsledningar med olika bredd och, sålunda, olika karakteristisk impedans. Andra alternativ är kopplade ledningsñlter eller filter med kapacitiva gap i transmissionsledningen. I alla dessa filtertyper kan den karakteristiska impedansen hos ñltrets element omkopplas eller avstämmas genom att använda en ornkopplingsbar metallhydrid. Metallhydrider kunde, 10 15 20 25 527 452 o o vv: oo sålunda, användas för omkoppling eller trimning av mikrovågsfilter orda av plana transmissionsledningar.

Ytterligare en tillämpning kunde vara antenner. Kopplingsbara metall- hydrider kunde användas i plana eller slitsantenner för att omkoppla mellan olika antenngeometrier eller för att avståmma antennförstärkningen. En annan antenntillâmpning kunde vara antenners polarisation. Genom att bilda olika antennmönster kommer strukturen att koppla till olika typer av polarisation, antingen för mottagning eller sändning av radiofrekvens- eller mikrovågssignaler. Ytterligare tillämpningar kunde vara fasstyrda gruppantenner. Genom att bilda olika antennmönster kan specifika antennegenskaper uppnås, som fokuserar mottagningen eller sändningen av radiofrekvens- eller mikrovágsignalen i specifika riktningar.

Den särskilda fördelen med den föreliggande uppfinningen är 'att omkopplingen och kontrollfunktionen kan utföras genom en icke-elektrisk påverkan av väteinnehållet hos en komponent som fungerar i enlighet med den ovan visade principen. Så* långt som tekniken har utvecklats hittills finns ingen momentan påverkan av komponenten, men många funktioner är inte beroende av omedelbar påverkan, utan snarare ett icke-elektriskt. förfarande för att erhålla omkoppling eller kontroll.

Det kommer att inses av fackmannen att olika modifieringar och förändringar kan göras av den föreliggande uppfinningen utan att avvika från dess omfattning, vilken definieras genom bifogade patentkrav. 20 [21 [31 * [41 [51 [61 [71 [81 [91 1101

[11] 1121 527 452 o v ooo o o oo oooo o oo 0 0 . l o o o o v u u o .I g _ g o o o o o , o o o o o o o , . . ooo o o o o o 0 0 o o o o o o . . o o o o o o o o o o I ß I 0 o o o o o oo ooo oo ooo o o REFERENSER van Gogh et al., Physical Review Letters, vol. 83, pp. 4614 (1999).

R. Griessen et al., U.S Patent No. 5,635,729. i P. Duine, Patent Application WO 00/ 17706.

J. Isídorsson et al., Electrochimica Acta, vol. 46, pp. 2179 (2001).

T. J. Richardson, Patent Application WO 02/ 14921 E. S. Kooij et al., Journal of the Electrochemical Society, Vol. 146, pp.299o(1999y 1 _ J. Isídorsson et al., Applied Physics Letters, vol. 80, pp. 2305, (zoozy 1 J. N. Huiberts et al., Nature, vol. 380, pp. 231 (1996). van Gogh et al., Applied Physics Letters, vol. 77, pp. 815 (2000).

R. Arrnitage et al., Applied Physics Letters, vo1.75, pp. 1863, ( 1999).

T. J. Richardson et al., Applied Physics Letters, vol. 78, 3047 (2001).

Y. Yamamoto et al., Journal of Alloys Coxnpourids, Vol. 330- 332, pp. 352.

Claims (14)

10 20 25 30 527 452 PATENT KRAV

1. Förfarande för att erhålla en anordning för kontroll eller omkoppling av mikrovågs- eller radiofrekvenssignaler, kännetecknat av stegen tillhandahållande av ett substratmaterial (4) som har elektriska egenskaper anpassade för mikrovågs- eller radiofrekvensanvândning, skapande av en area (3) med en tunn film av ett material som kommer att verka som en ledare eller som en isolerande halvledare beroende på mängden väte föreliggande i den tunna filmen, anslutning av arean (3) för den tunna filmen i serie med åtminstone en anslutning (1) till en mikrovågs- eller radiofrekvent koppling, och tillhandahållande av ett verktyg för att omkoppla arean (3) av den tunna filmen mellan ett ledande metalliskt tillstånd och ett halvledande tillstånd genom att variera väteinnehållet.

2. Förfarande i enlighet med krav 1, kännetecknat av de ytterligare stegen att den tunna filmen tillhandahålls fràn en trivalent metall såsom skandium (Se), yttrium (Y), lantan (La), eller legeringar av dessa.

3. Förfarande i enlighet med krav 1, känneteclmat av det ytterligare steget deponering av den tunna filmen som en plan ledare för att reagera med väte för att skapa antingen en ledande dihydrid eller en isolerande halvledande trihydrid genom närvaro av väte

4. Förfarande i enlighet med krav 1, kännetecknat av det ytterligare steget _ användning, för tillförande väte, av ett elektrolytrnaterial som tillför nödvändigt väte i en inkapsling för en omkopplings- och kontrollfunktion. 20 25 30 527 452 n i .5 ' ~. -

5. - Förfarande i enlighet med krav 1, kännetecknat av det ytterligare steget tillhandahållande av substratmaterialet med ett väl ledande jordplan på en undre sida av substratet motsatt till en sida vilken bår arean med tunn film använd för omkopplings-och kontrollfunktionen.

6. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av det ytterligare steget med användning av, som den tunna filrnen, ett material från gruppen bestående av lantanider, eller en legering av dessa, som kan omkopplas mellan ett ledande tillstånd och ett isolerande halvledande tillstånd genom att ändra väteinnehållet i metallfilmen (3).

7. Radiofrekvent omkopplings- och kontrollanordning, kännetecknad av g ett substraunaterial (4), som har elektriska egenskaper anpassade för mikrovågs- eller (RF) radiofrekvensanvändning; en area av en tunn ñlm (3), vilken med väte kommer att fungera som en ledare eller som en isolerande halvledare beroende på mängden av närvarande väte, där arean av den tunna filmen (3)gär ansluten i serie med minst en anslutning till en mikrovâgs- eller radiofrekvenskoppling; och ett arrangemang för att med väte omkoppla den tunna filmen (3) mellan ett ledande metalliskt tillstånd och ett isolerande halvledande tillstånd. '

8. Anordning enligt krav 7, kännetecknacl av att den tunna filmen är en 'sällsynt jordartsmetall' eller en legering därav, deponerad på substratmaterialet (4) för att reagera med väte och skapa ett ledande tillstånd hos den tunna filmen eller ett isolerande halvledande tillstånd hos den tunna ñlmen. 10 15 20 25 30 527 452

9. Anordning enligt krav 7, Jrännetecknad av att substratet (4) är försett med ett väl ledande jordplan (5) på substratets undersida motsatt den sida som har arean med den tunna filmen, som används för den omkopplande och kontrollerande funktionen.

10. Anordning enligt krav 7, kännetecknad av att substratet (4) är försett med stripline-ledare, alternativt mikrostriplíne-ledare, för att använda en mikrovågssignalkontrollfunktion i GHz frekvensområdet.

11. Anordning enligt krav 7, kännetecknad av att den tunna filmen år av en trivalent metall såsom skandium (Sc), yttrium (Y), lantan (La) eller legeringar av dessa.

12. Anordning enligt krav 7, kännetecknad av att en deponerad trivalent tunn metallfilm omkopplas mellan ett ledande dihydridtillstånd och ett halvledande trihydridtillstånd genom närvaro av väte.

13. Anordning enligt krav 7, kännetecknad av att en kretskomponent för rriikrovågs- eller radiofrekvenser bildas som tillhandahåller ett variabelt parametervärde baserat på en variation av väteinnehållet.

14. Anordning enligt krav 7, kännetecknad av att den tunna filmen är magnesium (Mg) eller en legering av magnesium med en 'sällsynt jordartsmetall' eller en övergångsmetall deponerad på substratmaterialet.