[實用新型]一種基于約瑟夫遜效應檢測的硅壓阻式加速度計

有效

• 申請號: 201320699591.7
• 申請日: 2013-11-06
• 公開（公告）號: CN203606384U
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 李孟委;王莉;朱京;杜康;白曉曉;王琪;劉俊
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: G01P15/12
• 分類號: G01P15/12
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 巴曉艷

1.一種基于約瑟夫遜效應檢測的硅壓阻式加速度計，其特性在于，包括：

鍵合基板(1)；

支撐框體(2)，支撐框體(2)設在鍵合基板(1)上方并與鍵合基板(1)相連接；

彈性梁(4)，彈性梁(4)用于支撐加速度計的質量塊(3)，兩端分別連接支撐框體(2)和質量塊(3)，彈性梁(4)上表面與支撐框體(2)和質量塊(3)上表面平行，且其厚度小于質量塊(3)厚度；

質量塊(3)，質量塊(3)通過彈性梁(4)固定在支撐框體(2)中間，且厚度小于支撐框體(2)厚度；

多組壓敏電阻，每組壓敏電阻包括四個壓敏電阻(6，7，8，9)，其中兩個壓敏電阻(8，9)設在彈性梁(4)根部，另兩個壓敏電阻(6，7)設在支撐框體(2)上，且位于支撐框體（2）與彈性梁(4)相連接的鄰近區域；

和多組約瑟夫遜器件(5)，每組約瑟夫遜器件(5)位于支撐框體(2)上表面，且與支撐框體(2)上表面布置的兩個壓敏電阻(6，7)鄰近，與各彈性梁(4)位置對應。

2.根據權利要求1所述的基于約瑟夫遜效應檢測的硅壓阻式加速度計，其特征在于，所述的約瑟夫遜器件（5）由硅襯底（10）、二氧化硅（11）、超導金屬層（12）、約瑟夫遜結（13）、超導金屬層（14）、電壓輸入正極（15）、電壓輸入負極（16）組成；在硅襯底（10）上制作有二氧化硅層（11），二氧化硅層（11）上淀積有超導金屬層（12），超導金屬層（12）上制作有約瑟夫遜結（13），約瑟夫遜結（13）上淀積有超導金屬層（14），超導金屬層（12）連接接有電壓輸入正極（15），超導金屬層（14）連接有電壓輸入負極（16）。

3.根據權利要求1所述的基于約瑟夫遜效應檢測的硅壓阻式加速度計，其特征在于，所述的約瑟夫遜器件（5）的結構材料層由硅襯底層（17）、二氧化硅層（18）、鈮層（19）、氧化鉛層（20）、鈮層（21）組成；在硅襯底層（17）上制作有二氧化硅層（18）,即SiO₂層，在二氧化硅層（18）上制作有鈮層（19）,即Nb層，在鈮（19）層上制作有氧化鋁層（20）、即Al₂O₃層，在氧化鋁層（20）上制作有鈮層（21）、即Nb層。

4.根據權利要求1所述的基于約瑟夫遜效應檢測的硅壓阻式加速度計，其特征在于，所述的約瑟夫遜器件（5）采用“一”字形S-I-S結構，即超導金屬一絕緣層一超導金屬。

5.根據權利要求1所述的基于約瑟夫遜效應檢測的硅壓阻式加速度計，其特征在于，所述的質量塊（2）為“十”字形，質量塊短邊（22，23）為長邊（24）的1/6。

6.根據權利要求1所述的基于約瑟夫遜效應檢測的硅壓阻式加速度計，其特征在于，所述的四個壓敏電阻(6，7，8，9)摻雜濃度相同，結構尺寸相同，但布置方向不同，相鄰的兩個布置方向相差90°，即阻值大小互為相反數，相對的兩個布置方向一致，即阻值大小相同。

7.根據權利要求1所述的基于約瑟夫遜效應檢測的硅壓阻式加速度計，其特征在于，所述四個壓敏電阻(6，7，8，9)連接成惠斯通電橋電路，其橋路輸出端連接于約瑟夫遜器件的電壓輸入正極（15）、電壓輸入負極（16），其中電流流經電流臺階檢測裝置。

8.根據權利要求1所述的基于約瑟夫遜效應檢測的硅壓阻式加速度計，其特征在于，所述四個壓敏電阻(6，7，8，9)和約瑟夫遜器件（5）分別有四組，其中每組約瑟夫器件的位置分別與所述四個彈性梁（4）相對。