[發明專利]一階梯度并聯型SQUID電流傳感器以及制備方法

在審

• 申請號: 202210910312.0
• 申請日: 2022-07-29
• 公開（公告）號: CN115407109A
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 徐達;李勁勁;曹文會;王雪深
• 申請（專利權）人: 中國計量科學研究院
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R15/20;G01R33/035;G01R33/00;H01L39/22;H01L39/24
• 代理公司: 北京華進京聯知識產權代理有限公司 11606
• 代理人: 賈卿蕓

本申請涉及一種一階梯度并聯型SQUID電流傳感器以及制備方法。所述環路電極形成一個封閉環路。所述第一約瑟夫森結結構的第一超導薄膜結構設置于所述環路電極。所述第二約瑟夫森結結構的第一超導薄膜結構設置于所述環路電極。所述第一約瑟夫森結結構和所述第二約瑟夫森結結構間隔設置于所述環路電極，形成SQUID環路。此時，所述SQUID環路中所述第一約瑟夫森結結構和所述第二約瑟夫森結結構之間，形成了并聯電感結構，可減小SQUID環路電感，使得SQUID工作時的臨界電流范圍更廣，可以有效抵消外界磁場干擾。

技術領域

本申請涉及電子技術領域，特別是涉及一種一階梯度并聯型SQUID電流傳感器以及制備方法。

背景技術

超導量子干涉儀(SQUID)是一種精密的電流、磁場測量儀器，具有極高的電流靈敏度和磁場靈敏度。超導轉變邊緣探測器(TES探測器)的靈敏度很高，但是噪聲水平很低，輸出信號較弱，其信號讀出需要采用具有高電流靈敏度、噪聲水平匹配的SQUID電流傳感器。

SQUID電流傳感器在工作時極易受到外界磁場的干擾，而且通常與TES探測器一起工作在無磁屏蔽或磁屏蔽效果并不好的環境中。因此，需將SQUID電流傳感器設計成為梯度結構來減弱外界磁場的影響。然而，傳統的SQUID電流傳感器多采用串聯結構，導致SQUID工作時臨界電流范圍較窄，不利于抵消外界磁場干擾。

發明內容

基于此，有必要針對上述問題，提供一種一階梯度并聯型SQUID電流傳感器以及制備方法。

本申請提供一種一階梯度并聯型SQUID電流傳感器。所述一階梯度并聯型SQUID電流傳感器包括環路電極、第一約瑟夫森結結構以及第二約瑟夫森結結構。所述環路電極形成一個封閉環路。所述第一約瑟夫森結結構的第一超導薄膜結構設置于所述環路電極。所述第二約瑟夫森結結構的第一超導薄膜結構設置于所述環路電極。且所述第一約瑟夫森結結構與所述第二約瑟夫森結結構間隔設置。

在一個實施例中，所述一階梯度并聯型SQUID電流傳感器還包括輸入線圈。所述輸入線圈設置于所述環路電極的表面。且所述輸入線圈與所述環路電極絕緣設置。所述輸入線圈用于輸入超導轉變邊緣探測器信號。

在一個實施例中，所述環路電極包括第一環路電極與第二環路電極。所述第二環路電極的第一端與所述第一環路電極的第一端連接。所述第二環路電極的第二端與所述第一環路電極的第二端連接，形成一個封閉環路。

在一個實施例中，所述第一約瑟夫森結結構的第一超導薄膜結構設置于所述第一環路電極的第一端。所述第二約瑟夫森結結構的第一超導薄膜結構設置于所述第一環路電極的第二端。

在一個實施例中，所述第一約瑟夫森結結構與所述第二約瑟夫森結結構設置于同一水平線上。所述第一環路電極和所述第二環路電極關于所述水平線對稱設置。

在一個實施例中，所述輸入線圈包括第一輸入環路與第二輸入環路。所述第一輸入環路絕緣設置于所述第一環路電極的表面。所述第二輸入環路絕緣設置于所述第二環路電極的表面。所述第一輸入環路與所述第二輸入環路首尾依次連接，形成所述輸入線圈。

在一個實施例中，所述第一輸入環路與所述第二輸入環路通過輸入環路連接結構首尾連接。

在一個實施例中，所述一階梯度并聯型SQUID電流傳感器還包括第一終端電阻與第二終端電阻。所述第一終端電阻與所述第一約瑟夫森結結構并聯連接。所述第二終端電阻與所述第二約瑟夫森結結構并聯連接。

在一個實施例中，所述一階梯度并聯型SQUID電流傳感器還包括正極連接結構與負極連接結構。所述正極連接結構與所述環路電極連接。所述負極連接結構分別與所述第一約瑟夫森結結構的第二超導薄膜結構和所述第二約瑟夫森結結構的第二超導薄膜結構連接。

在一個實施例中，本申請提供一種一階梯度并聯型SQUID電流傳感器的制備方法，包括：