Оглавление:
- Определение - Что означает сверхпроводящее устройство с квантовыми помехами (SQUID)?
- Techopedia объясняет сверхпроводящее устройство с квантовыми помехами (SQUID)
Определение - Что означает сверхпроводящее устройство с квантовыми помехами (SQUID)?
Сверхпроводящее квантовое интерференционное устройство (SQUID) является очень чувствительным устройством для измерения слабых магнитных полей. Он способен измерять магнитные поля до 5 ат (5 × 10 -18 Тл). Из-за своей чувствительности СКВИДы широко используются в научных исследованиях, биологических исследованиях и других сверхчувствительных электронных и магнитных измерениях, где слабые сигналы не могут быть обнаружены с помощью традиционных измерительных приборов.
Techopedia объясняет сверхпроводящее устройство с квантовыми помехами (SQUID)
СКВИД строится из сверхпроводящей петли, содержащей один или несколько джозефсоновских контактов.
Существует два типа SQUID: радиочастотный (RF) SQUID, состоящий только из одного джозефсоновского перехода, и SQUID постоянного тока (DC) с двумя или более переходами. РФ дешевле по конструкции, но менее чувствительна по сравнению с ДК.
Типичный DC SQUID имеет два параллельных контакта, вставленных в сверхпроводящий контур. Без магнитного поля входной ток распределяется поровну между ветвями. Это поддерживает внешне подключенную цепь бака в резонансе. Любое внешнее магнитное поле вызывает изменение резонансной частоты в цепи резервуара и дисбаланс тока, который приводит к напряжению на Джозефсоновском переходе. Напряжение является функцией магнитного потока и поэтому может быть измерено и использовано для расчета магнитного потока.
Сверхпроводящие материалы, используемые для низкотемпературных СКВИДов, представляют собой чистый ниобий или свинцовые сплавы. Устройство охлаждают жидким гелием для поддержания сверхпроводимости. Высокотемпературные СКВИДы изготавливаются из высокотемпературных сверхпроводников, таких как оксид иттрия, бария и меди (YBCO), и охлаждаются более дешевым и легкодоступным жидким азотом. Однако они не так чувствительны, как низкотемпературные модели, но достаточно хороши для определенных применений.
СКВИД очень чувствителен при обнаружении магнитных энергетических полей, его величина в 100 миллиардов раз меньше, чем энергия, которая движет стрелку компаса. Эта чрезвычайная чувствительность делает их идеальными для высокочувствительных применений в научных исследованиях, биологических исследованиях и медицинских тестах, где присутствующие магнитные поля не могут быть измерены с помощью обычных приборов.
Например, SQUIDS используются при измерении слабых сигналов в человеческом мозге или сердце путем измерения магнитных полей, создаваемых неврологическими токами. Другие области применения включают создание высокочувствительных градиентометров, магнитометров и вольтметров.
