● 摘要
射频超导加速腔具有很高的电效率，特别适宜在连续波模式下以高于常规室温粒子加速器的加速梯度运行，在基础科学诸前沿研究领域和国防科技上都具有不可取代的作用。当今射频超导腔的技术已经日趋成熟，在一些大型科学工程应用中获得成功，成为目前加速器技术的一个主流。用作射频超导谐振腔的理想超导材料应该具备低的表面电阻、高的临界温度和临界磁场,其中应用最广泛的是铌（Nb）材超导腔。根据超导腔材料的特性,射频超导腔可分为纯铌超导腔和薄膜型超导腔两种。人们对纯铌超导腔的研究非常深入,目前研究热点是提高其加速梯度。薄膜型超导腔的特点是热导好,造价低,但加速梯度比纯铌超导腔低。本文主要讨论各种常用的超导薄膜材料在射频加速腔上应用的可能前景，且针对这两种超导腔,分别进行了提高加速性能的研究：对铜铌溅射腔，通过在铜和Nb膜之间加入一层NbN薄膜，提高了超导转变温度；通过在铌膜上面溅射一层NbN薄膜，有效地减弱了Nb膜的氧化，这都将改善超导和加速性能；对纯铌超导腔，作者设想在铌腔表面溅射超导-绝缘-超导复合膜—SIS结构，进行了相关的理论推导，对此种结构在射频电磁场中的损耗情况及其对超导加速腔性能的影响进行了初步的讨论，表明理想的SIS结构可以延缓Q-slope现象的发生，并提高高场下的Q值。最后，作者设计了相应的实验制备方法和性能检测方案，希望在不远的将来能得以实施，如果此理论能够得到验证，将有效提高射频超导加速腔的加速电场阈值。