Сверхпроводящий квантовый интерференционныйдатчик

оеффь малем тс" " " чГт"1 Ц ОП ИСАЙИЗОБРЕТЕНИЯ Севз Соеетсннк Соцнаектнческнк Республик(22) Заяалемо 23.05.74 (21) 2029456/25 с присоединением заявки ЙУ Гееударстеааыя кемнтет СССР яе ямею взобретеннй в открытая(23) Приоритет Опубликовано 30.0381. Ькиаетемь И 9 12ЭЗУ ЬДК 621326 Дата овубликоаамия опнсання 30. 03. 81(У 2) Ааторьв изобретения Б.В. Васильев и В.Н. Трофимов. Объединенный институт ядерных исследований(54) СВЕРХПРОВОДЯЩИЙ КВАНТОВЫЙ ИНТЕРЕРЕНЦИОННЫЙДАТЧИК Изобретейие относится к области сверхпроводящей измерительной техники и может быть использованО 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 сверхпроводявим трансформатором магнитного 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 точечного контакта, технической трудности изготовления деталей иэ ниобия по высоким классам обработки, особенно острия винта, создающего точечный контакт. Известен также СКВИД, предложенныйКларком, реализуемый в виде двухсверхпроводящих проволочек (обычнониобневых), соединенных Между собойф капелькой припоя на основе сплава Вуда. При таком соединении сверхпроводящие проволочки замыкаются большим числом слабых сверхпроводящихзакороток внутри несверхпроводящегофЕ припоя, которые образуют необходимыеэлементы Джозефсова.Такой СКВИД Характеризуется недос- .таточной температурной стабильностьюн неконтролируемостью слабых контак 1 з тов,Наиболее близкой конструкциейсверхпроводящего квантового ицтерференционного датчика для работы напеременном токе является устройство,Ю выполненное в виде тонкостенной петли иэ сверхпроводящего материала сконтактом Джоэефсоиа,Такой сверхпроводящий квантовыйинтерференционный датчик характеризу 2 ф ется сложностью конструкции мостикаДайэма, размеры которого во всехтрех измерениях должны быть меньшемикрона, сложностью нанесения пленкисверхпроводника на диэлектрическийЗО цилиндр для образования тонкостенной: Рьф у ь " " 530602петли (обычно применяется вакуумноенапыление), невозможностью перестройки н, следовательно, оптимизациипараметров мостиков Дайэма после нхизготовления.Целью изобретения является упро 1 цение конструкции датчика, обладающего оптимальными параметрайн, и обеспечения возможности перестройки послеизготовления,Цель достигается применением вкачестве сверхпроводящего квантовогоинтерференционного датчика свернутойв рулон плоской сверхпроводящей ленты,покрытой слоем диэлектрика, напримерокислом металла ленты, концы которойжестко закреплены по образующей.рулона.Принципиальная схема предлагаемого датчика изображена на чертеже.Сверхпроводящий квантовый интерференционный датчик, образованный 20свернутой в рулон лентой 1,содержитконтакты Джоэефсона 2, катушку 3индукхивности резонансного контура,которая может быть размещена вблизисвернутой ленты, намотана на ленту дили обернута лентой для индуктивнойсвязи с датчиком.В результате обработки ленты изсверхпроводника на ее поверхности.образуется тонкая диэлектрическаяпленка, которая, однако, не являетсяоднородной, 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 ФункциифЧ фд=29 п,где и - целое число;ь - 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 набльодается сигнал только на.одной петле.При достигаемом на выходе усилителя низкой частоты отношения сигнал/ Йум 10 , чувствительность составляет510 Э:Гц без применения сверхпро-О 2водящего трансформатора потока.Таким образом, изобретение позволяет упростить изготовление датчика, увеличить амплитуду сигнала иотношение сигнал/шум примерно в 10 раз, исключить необходимость точной настройки контакта Джозефсона.Формула изобретенияСверхпроводявцьй квантовый интерференционный датчик для работы на переменном токе, выполненный в виде, ,тонкостенной петли из сверхпроводящего материала с контактом Джозефсона, о т л и ч а ю щ и й с я 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. Составитель В, ДалиТехред Н.Келушак Редакто Месропова Ко Коста. Тираж 784 ВНИИПИ Государств по делам изобр 113035, Москва, Ж584/ Подписноеного комитета СССРений и открытийРаушская наб., д, 4/ илиал ППП "Патент" г. Ужгород, ул, Проектная,