Дифференциальный сверхпроводящий квантовый интерференционный прибор постоянного тока

 

< >711648

Сокзз Советскыи

Социалистических

1зеспубпык

{61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.06.77 (21)2 496939/1 8 2 5 с присоединением заявки .%

Н 01 Ь 39/02

Гасударственный комитет

СССР..ив делим изобретений и отирытий (23) Приоритет

Опубликовано 25.01 80 Бюллетень ¹ 3

Дата опубликования описания 26.01.80 (53) УДК 621. .326 (088.8) (72) Авторы изобретения

Э. Т. Француз и П. А. Шмаль (71) Заявитель (54) ДИФФЕРНШИАЛЬНЫЙ СВЕРХПРОВОДЯШИЙ КВАНТОВЫЙ

ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЙ ПРИБОР ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к области сверхпроводящих устройств и может быть использовано для создания приборов, измеряющих электрические и магнитные величины, функционально связанные с

5 магнитным потоком, для измерения и компарирования постоянных и переменных токов, а также для стабилизации постоянных и переменных токов, а также. для стабилизации постоянных токов и магнитных потоков.

Известен (11 сверхпроводяший квантоиый интерференционный прибор посгояиного тока, корпус которого выполнен из двух частей, а оба точечных контакта расположены на одной из частей корпуса. Такое их расположение не позволяет раздельной регулировки и одновременной проверки идентичности двух точечных контактов в рабочем состоянии (при температуре жидкого гелия}, а это является существенным для создания двух симметричных переходов.

Данное сверхпроводяшее устройство не является дифференциальным.

Известно также устройство, которое по совокупности существенных признаков наиболее близко к заявленному и принята за прототип Г21. Такой дифференциальный сверхпроводящий квантовый интерференционный прибор постоянного тока содержит корпус из сверхпроводящего материала с двумя симметрично расположенными сквозными отверстиями, соединенными щелью с размещенным в ней сверхпроводящим контактным вкладышем, с двух сторон которого расположены два точечных контакта.

Устройство используется для измерения изменения магнитного потока, проходящего через площадь отверстий сверхпроводящего корпуса, либо для сравнения двух магнитных потоков, возникающих в отверстиях. Оптимальная чувствительность устройства, т.е. лучшее отношение сигнал/шум достигается путем регулировки контактов. Недостатком

711648

ЗО

1 (Ф) =((1„.,-1„,)) 1,1. <ов Ф)Ф 1 такого устройства является невозможность раздельной регулировкц точечных контактов и их проверки B рабочем состоянии. Следовательно, пе может быть достигнута идентичность точеч-. 5 ных контактов, которая ведет к увеличению отношения сигнал/шум„т.е. не может быть достигнута оптимальная чувствительность сверхпроводящего устройства по току. !

О

Цель изобретения - повышение чувствительности прибора rIQ магнитному потоку.

Это достигается тем, что корпус прибора вь(полнен из двух частей,. изолированных др":г от др га диэлектрическим слоем и симметричных относительно плоскости, нроходяшей через оси плоскостей отверстий, причем эти части электрически соединены между собой с обеих боковых сторон.

Такое г.п(олнение корпуса обеспечивает полную электрическую изоляцию двух точечных контактов друг от друга и позволяет производить раздельную регу25 лировку точе IIIIIx контактов, т.е. получить идентичные контакты и осуществить их цроверку в рабочем 1)е)!(име, после чего производится электрическое соединенп(- двух боковь(х сторон и дан» ное сверхнроводящее устройство будет работать в ре11<пме сверхлро)золя)цего магнитометра. На чертеже изображен попереч1п1й разрез прибора плоскостью, проходящей через точе пп,(е контакты, 35 перпенд)(кулярно осям плоскостей отверстий. Прибор состоит 1!з сверхпроводящего корпуса 1 с отверстп Фми 2.

Точеч)п. е контакты 3 распо<(о)!(еп)1 на кор40 пус е, ко11тяктны !1 Вкла Г((>н! 1 <(вставляется между двумя частямп порцу, разделен11ыми тонкцм слоем диэлектрика, Устройство собирается с помошыо крепежных сое,щп1ений 5. После регулпров45 ки и п()овер1с- тече -ппях конта!<топ производи"1сФ(электрическое сое!)и1(ен11е боковых сторон частей коитуса, папрпмер, С помо!цью IIBIIKH 6.

50, Предлагаемое сверхпроводящее устройство работает следующцл1 образом.

При идентич11ости тече 1ных KQIITQI(TQB т.е " - = я Ie„— с обшее выражение критического тока для такого сверхпроводящего 1 стро)!ства имеет

55 следующий вид!

Для идентичных контактов (р дэ

""- 4= 1(-.g =" ) модуляция критического тока магнитным потоком достигает максимума и имеет вид:

1 (Ф)=21 Icos)iФIФ) (И С(Амплитуда осцилляций выходного напряжения в этом случае также будет максимальной. Следовательно, отношение сигнал/шум будет максимальным.

Все детали устройства изготавливаются из одного и того же свермтроводящего материала, лучше из ниобия, так как он имеет сравнительно высокую критическую. температуру перехода (7

9,3 K ). Обе части корпуса за исключением места и" éêè и отверстий, куда вставляются точечные переходы, контактный вкладыш, за исключением мест контактирования, а также все крепежные соединения покрываются изолирующим слоем методом аподирования. Точечные контакты 3 изготавливаются в виде винтов с минимально возможной резьбой либо в виде цилиндриков с минимально возмояап 1м для изготовления диаметром, Их коппи затачнваются под максимально возможным углом заточки. Такил(образом, предпринима1отся известные меры для повышения чувствительности

qual (д Ц данного устройства. Для получения максимальной чувствительности сверхпроводяшего квантового интерферометра

pl l g Н пеобходил(о обеспечить симмеч рпчность (пдентичность) точечных контактов, Б известных устройствах такого тица можно лишь предположить их симметрл поост. В данном устройстве одновременно моха(о наблюдать характер каждого из точечных переходов (вольтамперпую характеристику, характеристику д1п(амического сопротивления) и путем регулировки добиться пх симметрии.

Ток подается после электрического соед1шенпя частей корпуса с обеих боковых сторон на сверхпроводяшую катушку, которая расположена в одном из or верстий 2 прибора. При этом корпус прибора образует единое сверхпроводяшее кольцо с двумя симметричными переходамп, и устройство будет обладать новь(шенной чувствительностые к магнит» ному потоку.

Формула изобретения

Дифференциальный сверхпроводяший квантовый интерферелционш (й прибор постоянного тога, содержащий корпус из сверхпроводящего материала с двумя

711648 иены между собой с обеих боковых сторон.

Составитель В. Далинин

Редактор С. Трацевский Техред Л. Алферова Корректор О. Ковинская

Заказ 9023/40 Тираж .844 Подписное

Е1НИИПИ Государстве июго комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4/5 симметрично расположенными сквозными отверстиями, соединенными щелью, с размещенным в ней сверхпроводящим контактным вкладьпнем, с двух сторон которого расположены два точечках контакта, отличающийся тем,что, с целью повышения чувствительности прибора по магнитному потоку, его корпус выполнен из двух частей, изолированных друг от друга диэлектрическим слоем и симметричных относительно плоскости, проходящей через оси отверстий, причем эти части электрически соедиИсточники информ ашп, принятые во внимание при экспертизе

1. Л. Солимара. Туннельный эффект в сверхпроводниках и его применение, М., Мир, 1974, на с. 160-163.

2.G.Е, 1мщег иаи, А .evien of lee

p opeHies and appLicalione О su сопйосИнд ро1и1 соМасМ .Ргас Conf ф бес Яорегсоид, Мд. Ма )-y,49 t2 р.5Б (прототип) .