Сверхпроводящий квантовый интерференционныйдатчик

 

ов Фь мал еи т>с„

Ill цт

1Ц

ОП ИСАЙ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Саюз Сееетсннк

Сецнаинстнческнк

Республик (u>530602

К АВТОУСКОМУ ФЗ ИИИЬСЯМ (61) Дополмитеаьмое к аат. санд-ау (5Цм. кл з

Н 01 L 39/22 (22) Заяалемо 23.05.74 (2I) 2029456/25 с присоединением заявки Н9

ГееударстаеаныЯ кеннтет

СССР ае аман взобрвтемнЯ я erapblfai (23) Приоритет

Опубликовано 30.0381. бюллетень 12

° ° эх ьдК 621 ° 326

Дата о у 30. 03. &1 (088.8) P2) Авторы изобретения

Б.В. Васильев и В.Н. Трофимов.

Объединенный институт ядерных исследований (71) Заявитель (54) СВЕРХПРОВОДЯЩИЯ КВАНТОВЫЙ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЯ

ДАТЧИК

Изобретейие относится к области сверхпроводящей измерительной техники и может быть нспользованО для регистрации и измерения низкочастотных малых магнитных потоков, магнитных полей, градиентов магнит- . ных полей, токов, напряжений и других величин, преобразуемых в магнитный поток.

Известен сверхпроводящий квантовый интерференционный датчик—

СКВИД, выполненный в виде цилиндра из ниобия с двумя отверстиями, играющими роль замкнутых сверхпроводящих петель, индуктивно связанных с резонансным колебательным контуром и сверхпроводяа им трансформатором searнитного потока.

В качестве элемента Джозефсона в этом СКВИДе используется точечный контакт, образуемый острозаточенным ниобиевым винтом и вторым ниобиевым винтом с полированным торцом.

Недостатки подобного СКВИДа заключаются в трудности настройки то чечного контакта, технической трудности изготовления деталей иэ ниобия по высоким классам обработки, особенно острия винта, создающего точечный контакт.

Известен также СКВИД, предложенный

Кларком, реализуемый в виде двух сверхпроводящих проволочек (обычно ниобиевых), соединенных Между собой капелькой припоя на основе сплава Вуда. При таком соединении сверхпроводящие проволочки замыкаются большим числом слабых сверхпроводящих закороток внутри иесверхпроводящего Е припоя, которые образуют необходимые элементы Джозефсона.

Такой СКВИД Характеризуется недостаточной температурной стабильностью н неконтролируемостью слабых контактов.

Наиболее близкой конструкцией сверхпроводящего квантового интерференционного датчика для работы на переменном токе является устройство,.

® выпоолненное в виде тонкостенной петли иэ сверхпроводящего Материала с контактом Джоэефсоиа.

Такой сверхпроводящий квантовый интерференционный датчик характеризу2 ется сложностью.конструкции мостика

Дайэма, размеры которого во всех трех измерениях должны быть меньше микрона, сложностью нанесения пленки сверхпроводника на диэлектрический

ЗО цилиндр для образования тонкостенной ф .:}p

3 юг .. 5 30ь02

1 петли (обычно применяется. вакуумное напыление), невозможностью перестройки н, следовательно, оптимизации параметров мостиков Дайэма после нх изготовления.

Целью изобретения является упро щение конструкции датчика, обладающего оптимальными параметрамн, и обеспечения возможности перестройки после изготовления.

Цель достигается применением в качестве сверхпроводящего квантового интерференционного датчика свернутой в рулон плоской сверхпроводящей ленты, покрытой слоем диэлектрика, например окислом металла ленты, концы которой жестко закреплены по образующей.руло- >5 на.

Принципиальная схема предлагаемого датчика изображена на чертеже.

Сверхпроводящий квантовый интерференционный датчик, образованный 20 свернутой в рулон лентой 1,содержит контакты джоэефсона 2, катушку 3 индукхивности резонансного контура, которая может быть размещена вблизи свернутой ленты, намотана на ленту д или обернута лентой для индуктивной связи с датчиком.

В результате обработки ленты из сверхпроводника на ее поверхности. образуется тонкая диэлектрическая пленка, которая, однако, не является однородной, вследствие чего при сворачивании ленты между ее слоями образуется система как туннельных контактов джозефсона, так и микроскопических сверхпровоцящих закороток.

Таким образом, возникает в общем случае несколько сверхпроводрпцих замкнутых петель, для каждой иэ которых выполняется условие квантования фазы волновой функции

$ V +dP =29п, где и - целое число; — фаза волновой функции сверхпроводящих электронов.

Так. как заметным взаимодействием с колебательным контуром будут обладать сверхпроводящие петли лишь с наиболее оптимальным сочетанием таких параметров как коэффициент связи с контуром, индуктивность петли,критический ток контактов, то обычно наблюдается сигнал только на.одной петле.

При достигаемом на выходе усилителя низкой частоты отношения сигнал/

Шшум 10, чувствительность составляет

10 Э:Гц без применения сверхпро- 3 -1/2 водящего трансформатора потока.

Таким образом, изобретение позволяет упростить изготовление датчика, увеличить амплитуду сигнала и отношение сигнал/шум примерно в 10 раз, исключить необходимость точной настройки контакта Джозефсона.

Формула изобретения

Сверхпроводящий квантовый интерференционный датчик для работы на переменном токе, выполненный в виде, 1 ,тонкостенной петли из сверхпроводящего материала с контактом джозефсона, отличающийся тем,что, с целью упрощения конструкции, петля выполнена в виде свернутой в рулон плоской сверхпроводящей ленты, покрытой слоем диэлектрика, например окислом металла ленты, концы которой жестко закреплены по образующей рулона.. Заказ 1584/47. Тираж 784 Подписное

ВНИИПИ Государственного коМитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент",, г. Ужгород, ул. Проектная,4

Составитель В. Далинин Редактор Е. Месропова Техред Н. Келушак Корректор М. Коста