Ein solcher Strombegrenzer ist beispielsweise aus der DE 195 20 205 bekannt. Der dort offenbarte Strombegrenzer weist eine flächig auf ein Trägersubstrat aufgebrachte Hoch- temperatursupraleitschicht auf, die bei Kühlung mit flüssigem Stickstoff im Bereich von 77 K in einem supraleitenden Zu- stand gehalten wird. Die Stromführung im supraleitenden Zu- stand findet nahezu widerstandslos statt. Zur Kontaktierung mit einem metallischen Leiter sind auf der Supraleitschicht großflächige Kontaktflächen aus Silber durch Beschichtungs- verfahren wie Sputtern oder Aufdampfen oder durch Einbrennen einer Silber-Paste aufgebracht. Diese Kontaktflächen sind ü- ber Löt-, Press-oder Federkontakte mit elektrischen Zulei- tungen verbunden.

Aus der US 4,961, 066 ist ein Strombegrenzer bekannt, der eine auf einem isolierenden Trägersubstrat aufgebrachte Supraleit- schicht aufweist. Auch der dort offenbarte Strombegrenzer weist Kontaktflächen auf, die vollflächig auf der Supraleit- schicht aufgebracht sind.

Den vorbekannten Strombegrenzern haftet der Nachteil an, dass die Stromzuführung in die Supraleitschicht senkrecht zum

Stromfluss innerhalb des Supraleiters erfolgt. Eine solche Stromzuleitung zeichnet sich durch einen hohen Kontaktwider- stand aus, da das Material des Supraleiters für einen Strom- fluss optimiert ist, der bezüglich der Richtung des eingelei- teten Stromes rechtwinklig ausgerichtet ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Strombegrenzer der ein- gangs genannten Art bereitzustellen, dessen Kontaktwiderstand gegenüber dem Stand der Technik erniedrigt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass jede Kontaktstelle auf einer Kontaktierungsschicht angeordnet ist, die eine stirnseitige Endfläche und/oder seitliche Endflächen der Supraleitschicht kontaktiert, wobei der Stromfluss zwi- schen der Kontaktstelle und der Supraleitschicht über die stirnseitige Endfläche und/oder die seitlichen Endflächen er- folgt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein zu-oder abzufüh- render Strom nicht mehr quer zur Stromleitrichtung in die Supraleitschicht eingeführt. Das Stromband ist vielmehr über eine elektrisch leitende Kontaktierungsschicht elektrisch leitend mit einer Supraleitschicht verbunden. Erfindungsgemäß liegen die Supraleitschicht und die Kontaktierungsschicht mit einer stirnseitigen und/oder seitlichen Endfläche aneinander an, so dass über diese Kontaktflächen ein Stromfluss von der Kontaktierungsschicht in die Supraleitschicht ermöglicht ist.

Der Strom tritt somit über die Kontaktierungsschicht in die stirnseitigen und/oder die seitlichen Endflächen in die Sup- raleitschicht ein. Die Stromzuleitung erfolgt erfindungsgemäß im Wesentlichen in Richtung der Stromleitung der Supraleit- schicht. Auf diese Weise wird ein besonders geringer Kontakt- übergangswiderstand der Kontaktstelle erreicht.

Das Stromband kann mittels eines geeigneten Fügeverfahrens, beispielsweise durch Löten oder mittels Press-oder Federkon- takte, mit der Kontaktstelle der Kontaktierungsschicht ver- bunden werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann der bei der Kontaktierung des Strombegrenzers durch das Stromband zu betreibende Aufwand erheblich reduziert werden, da die Kontaktierung nicht mehr direkt an der im Hinblick auf mecha- nische oder thermische Beschädigungen anfälligen Supraleit- schicht, sondern an der separaten Kontaktierungsschicht stattfindet. Darüber hinaus ist eine Diffusion von störenden Fremdpartikeln in die Supraleitschicht, die insbesondere bei hohen Temperaturen und beispielsweise beim Löten auftreten kann, vermieden.

Vorteilhafterweise ist die Kontaktierungsschicht in Endberei- chen des Strombegrenzers angeordnet.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterentwicklung ist die Supraleitschicht durch eine Kommutierungsschicht begrenzt, die bündig mit der stirnseitigen Endfläche und/oder den seit- lichen Endflächen der Supraleitschicht abschließt. Die Kommu- tierungsschicht erlaubt im Quenchfalle des Supraleiters, das heißt beim Übergang von dem supraleitenden Zustand in den normal leitenden Zustand, eine vom Widerstand der Kommutie- rungsschicht abhängige Stromführung des Strombegrenzers. Da- bei ist die Kommutierungsschicht aus einem metallischen Lei- ter, beispielsweise Gold, Silber oder einer metallischen Le- gierung, hergestellt.

Gemäß einer diesbezüglichen Weiterentwicklung ist oder sind die stirnseitige Endfläche und/oder die seitlichen Endflächen der Supraleitschicht gegenüber der Oberfläche des Trägersub-

strats abgeschrägt ausgebildet. Dies gilt gegebenenfalls auch für die benachbart zur Supraleitschicht angeordnete Kommutie- rungsschicht. Durch die Abschrägung wird die stirnseitige und/oder jede seitliche Endfläche der Supraleitschicht als Kontaktfläche der Supraleitschicht vergrößert und kann, be- grenzt von der Dicke der Schichten, über den Schrägungswinkel auf die durch die jeweilige Anwendung bestimmten Erfordernis- se angepasst werden.

Vorteilhafterweise ist der Supraleiter ein Hochtemperaturlei- ter. Hochtemperatursupraleiter weisen eine so hohe Sprungtem- peratur Tc auf, dass sie durch Eintauchen in flüssigen Stick- stoff also bereits bei 77 K im supraleitenden Betriebszustand gehalten werden. Im supraleitenden Zustand setzen sie einem Stromfluss praktisch keinen Widerstand entgegen. Bei hohen Stromdichten über einen kritischen Wert (Jc) des Supraleiter- materials kommt es durch Joulesche Wärme in dem Supraleiter zu einem Anstieg der Temperatur der Supraleitschicht über die Sprungtemperatur, so dass die Supraleitschicht normal leitend wird und den Stromfluss begrenzt.

Die Herstellung solcher Hochtemperatursupraleiter ist bei- spielsweise aus der DE-OS 38 30 029 bekannt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Kontaktstelle in einer Draufsicht in Verlängerung zur Rich- tung der Stromführung innerhalb des supraleitenden Materials mit Abstand zur stirnseitigen Endfläche und/oder jeden seit- lichen Endfläche angeordnet. Durch die Beabstandung der Kon- taktstelle von der stirnseitigen oder jeder seitlichen End- fläche ist sichergestellt, dass die Stromzuführung in den Supraleiter nahezu vollständig in Richtung der supraleitenden Kristallebenen erfolgt, wodurch der Kontaktwiderstand zwi-

schen Kontaktierungsschicht und Supraleitschicht weiter redu- ziert ist. Darüber hinaus ist die Supraleitschicht weiter von der Kontaktstelle beabstandet, an der bei Stromfluss eine für die unvorteilhafte Wärmeentwicklung erfolgt.

Vorteilhafterweise ist die Kontaktierungsschicht aus einem Edelmetall mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit herge- stellt. Als Edelmetalle eignen sich insbesondere Gold oder Silber. Darüber hinaus ist auch die Verwendung von Kupfer möglich.

Weitere nutzbringende Ausgestaltungen und Vorteile der Erfin- dung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung von Aus- führungsbeispielen der Erfindung mit Bezug auf die Figuren der Zeichnungen, wobei sich entsprechende Bauteile mit glei- chen Bezugszeichen versehen sind und Figur 1 eine geschnittene Querschnittsansicht eines Ausfüh- rungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Strombegren- zers und Figur 2 den Strombegrenzer gemäß Figur 1 in einer Drauf- sicht zeigen.

Figur 1 zeigt einen Strombegrenzer 1 in einer geschnittenen Seitenansicht. Der Strombegrenzer 1 weist ein vorzugsweise aus elektrisch nicht leitenden Materialien bestehendes Trä- gersubstrat 2 mit Flachseiten 2a auf. Als elektrisch nicht leitende Materialien für das Trägersubstrat 2 kommen bei- spielsweise fein kristallines dichtes Ythrium, stabilisiertes Zirkoniumoxid, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid oder dergleichen

in Betracht, also Materialien, die ein texturiertes Wachstum eines supraleitenden Materials auf dem Trägersubstrat 2 er- möglichen. In diesem Zusammenhang ist auch Glas verwendbar, das mit einer dünnen polykristallinen Schicht, beispielsweise aus Zirkoniumoxid, belegt ist.

Auf dem Trägersubstrat 2 ist eine kristalline Hochtemperatur- leitschicht 3 in einer Weise aufgebracht, dass zumindest eine der figürlich angedeuteten Basisvektoren a, b, c des in Kris- tallform vorliegenden Supraleiters parallel zur Flachseite 2a des Trägersubstrates 2 ausgerichtet ist.

Auf der Hochtemperatursupraleitschicht 3 ist eine elektrisch gut leitende, beispielsweise aus Gold, Silber oder einer lei- tenden Legierung bestehende Kommutierungsschicht ausgebildet, die im Vergleich zur Hochtemperatursupraleitschicht 3, wenn diese sich im normal leitenden Zustand befindet, einen gerin- geren Ohmschen Widerstand aufweist. Im Quenchfall wird die Stromführung daher durch die Kommutierungsschicht übernommen, wobei die Gefahr einer Beschädigung der Hochtemperatursupra- leitschicht 3 aufgrund einer zu hohen Wärmeentwicklung ver- ringert ist.

Die Hochtemperatursupraleitschicht 3 und die Kommutierungss- chicht 4 sind an ihren stirnseitigen Endflächen 3b und 4b ge- genüber der Flachseite 2a abgeschrägt ausgebildet, wobei die stirnseitige Endfläche der Hochtemperatursupraleitschicht 3b und die stirnseitige Endfläche der Kommutierungsschicht 4b zueinander fluchtend ausgebildet sind. Die stirnseitigen End- flächen 3b, 4b kontaktieren eine Kontaktierungsschicht 5, die im Randbereich des Strombegrenzers 1 vorgesehen ist. Auf der Kontaktierungsschicht 5 ist eine Kontaktstelle ausgebildet, auf der ein Stromband 6 elektrisch leitend befestigt ist. Das

Stromband 6 ist vorteilhafterweise ein metallischer vorzugs- weise aus Kupfer hergestellter Leiter, der über geeignete Fü- geverfahren beispielsweise durch Löten, Laserschweißen oder dergleichen an der Kontaktstelle mit der Kontaktierungs- schicht 5 elektrisch leitend verbunden ist.

Die Kontaktierungsschicht 5 kann durch beliebige Verfahren, beispielsweise epitaktisch, durch Sputtern oder galvanisch auf den Trägersubstrat 2 aufgebracht werden.

Das Stromband 6 ist in Richtung des Basisvektors a des Supra- leiterkristalls gegenüber den stirnseitigen Endflächen 3b und 4b versetzt angeordnet. Bei einem Stromfluss, der in Figur 1 schematisch durch Pfeile angedeutet ist, fließen Ladungsträ- ger daher nicht mehr wie beim Stand der Technik quer zu einem der Basisvektoren, in Figur 1 Basisvektor a, durch die Kommu- tierungsschicht 4 in die Hochtemperatursupraleitschicht 3, sondern von dem Stromband 6 in die Kontaktierungsschicht 5 und von dort aus über die stirnseitige Endfläche 3b parallel zum Basisvektor a und in Richtung der Stromleitung innerhalb der Hochtemperaturleitschicht 3 in diese ein. Entsprechendes gilt für den Kommutierungsleiter 4, wobei der Stromtransport aufgrund der widerstandslosen Leitung der Hochtemperatur- supraleitschicht 3 im tiefgekühltem Zustand nahezu aus- schließlich über die Hochtemperaturleitschicht 3 stattfindet.

Figur 2 zeigt den Strombegrenzer 1 gemäß Figur 1 in einer Draufsicht. In dieser Ansicht ist erkennbar, dass die Hoch- temperatursupraleitschicht 3 und die Kommutierungsschicht 4, die übereinander angeordnet sind, ein Leitungsband 7 ausbil- den. Ferner ist erkennbar, dass die Kontaktierungsschicht nicht nur die stirnseitigen Endfläche 3b, 4b, sondern auch seitliche Endflächen 3c, 4c kontaktiert und auch hier für ei-

ne verbesserte Stromzuführung in die Kommutierungsschicht 4 und die Supraleitschicht 3 sorgt. Selbstverständlich können die seitlichen Endflächen 3c, 4c im Rahmen der Erfindung ab- geschrägt ausgebildet sein. Darüber hinaus sind gemäß der vorliegenden Erfindung nicht nur ein Stromband 6, sondern mehrere nebeneinander angeordnete Strombänder 6 auf mehreren Kontaktstellen der Kontaktierungsschicht 5 einsetzbar.