一种新型结构的平面二阶磁场梯度计
专利汇可以提供一种新型结构的平面二阶磁场梯度计专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及超导量子干涉器件(SQUID)技术领域。本发明采用双闭合环路探测线圈，使两个闭合环路公共部分的 电流 与ΦA-2ΦB+ΦC成正比，与SQUID耦合，得到二阶 磁场 梯度计。本发明结构简单；只要SQUID可以与线路1耦合，本发明对SQUID的 位置 要求不严格；可由多个SQUID与线路耦合以提高成品率。，下面是一种新型结构的平面二阶磁场梯度计专利的具体信息内容。
1.一种新型结构的平面二阶磁场梯度计，其特征在于：将高温超导 膜光刻成两个并联的闭合环路：第一闭合环路(ACD)由第一开 环路(A)、第二开环路(C)和连接通道(D)组成，另一闭合环 路为第二闭合环路(B)；闭合环路(B)与闭合环路(ACD)的公共部 分是超导线路(1)；其中开环路(A)、开环路(C)和闭合环路(B)面 积形状都相同，而连接通道(D)是将开环路(A)和开环路(C)连接成 一个闭合环路的结合部分，该连接通道(D)的面积较小，使第一开 环路(A)、第二开环路(C)和第二闭合环路(B)的面积和形状都相 同，同时又使第一开环路(A)、第二开环路(C)和连接通道(D) 构成第一闭合环路(ACD)以及由于该连接通道的面积较小，使 第一开环路(A)、第二开环路(C)和第二闭合环路(B)的电感 也相等；在超导线路(1)边上任意位置光刻出一个超导量子干涉 器件(2)与第一超导线路(1)耦合；超导量子干涉器件(2)由 两个电极：第一电极(3)和第二电极(4)提供偏置电流。
2.按权利要求1所述的平面二阶磁场梯度计，其特征在于：还可以 在第一超导线路(1)边上任意位置光刻出多个与第一超导线路(1) 耦合的超导量子干涉器件。
技术领域
本发明涉及超导量子干涉器件(SQUID)技术领域。
背景技术
目前的高温超导体一阶SQUID梯度计采用电子学梯度计和平面梯 度计两种形式都有(文献1，D.Koelle，R.Kleiner，F.Ludwig，E. Dantsker and J.Clark，’High-transition-temperature superconducting quantum interference devices’，Rev.Mod.Phys. Vol.71，631(1999))，而高温超导二阶SQUID梯度计多为电子学形 式的，有些是由两个平面一阶梯度计构成的。
以往有关高温超导平面二阶磁场梯度计的唯一一篇文献(文献2， S.-G.Lee，Y.Hwang，B.-C.Nam，J.-T.Kim，I.-S.Kim，‘Direct- coupled second-order superconducting quantum interference device gradiometer from single layer of high temperature superconductor’，Appl.Phys.Lett.vol.73 2345(1998))中探测线圈 由左、中、右三个面积相等的闭合环路(以A、B和C表示)(见图 1)。其中环路A与环路B组成一阶梯度探测线圈，提供与ΦA-ΦB成正 比的电流，同时环路B与环路C组成的另一一阶梯度探测线圈提供与 ΦB-ΦC成正比的电流；两部分分别与SQUID直接耦合，效果相减获得 与ΦA-2ΦB+ΦC成正比的耦合电流，从而得到二阶磁场梯度计。但这 种二阶平面式梯度计中的SQUID的位置必须在线圈边缘的中点处，且 只能有一个SQUID与探测线圈耦合。对高温超导薄膜而言，薄膜边缘 的质量一般不如中间的好，因此在边缘做SQUID的成品率不高。
发明内容
本发明的目的是这样实现的(见图2)：
1)将高温超导膜光刻成2个的闭合环路。其中一个闭合环路由开 环路A、开环路C和连接通道D三部分组成，另一个闭合环路为B。线 路1是闭合环路B与闭合环路ACD的公共部分。其中开环路A、开环路 C和闭合环路B面积形状都相同，而连接通道D的面积尽可能小。
2)在步骤1)的线路1边上同时光刻出一个SQUID2与线路1耦合。 SQUID2由电极3、4提供偏置电流。
当超导膜环路处于与膜面垂直的磁场中时，由超导环路的类磁通 守恒定律，在环路中激发出与磁通大小Φ成正比的电流I。I＝Φ/L。其 中，Φ是超导环路内的磁通，L是超导环路的电感。
由于闭合环路ACD是由开环路A、开环路C和连接通道D组成的， 因此在环路ACD上的电流大小IAC＝(ΦA+ΦC+ΦD)/(LA+LC+LD)。由于连接通 道D的面积远远小于环路A、C的面积，因此ΦD和LD可以忽略不计， 从而得到IAC＝(ΦA+ΦC)/(LA+LC)。闭合环路B上的电流IB＝ΦB/LB。则线路 1上的电流I1＝IAC-IB＝(ΦA+ΦC)/(LA+LC)-ΦB/LB。由于环路A、B、C面积 形状都相等，因此LA＝LB＝LC＝L，则I1＝(ΦA+ΦC)/2L-ΦB/L＝(ΦA- 2ΦB+ΦC)/2L。线路1上的电流产生的磁场与SQUID2耦合，利用SQUID2 检测出线路1中的电流大小，从而组成平面二阶磁场梯度计。
由上可知，只要SQUID可以与线路1耦合，本梯度计对SQUID的 位置没有更多要求。一般而言，SQUID多采用台阶结或双晶结，成品率 不是很高。利用本梯度计对位置的灵活性，可在一条晶界上或多个台 阶上制作多个SQUID与线路1耦合，从而提高了成品率。
附图说明
图面说明：
图1是文献2的结构原理图，
图2是本发明的结构示意图。
本发明通过采用双闭合环路探测线圈，两闭合环路公共部分的电 流与ΦA-2ΦB+ΦC成正比，与SQUID耦合得到二阶磁场梯度计。本发 明结构简单，对SQUID的位置要求不严格，可由多个SQUID与线路耦 合，提高了成品率。
具体实施方式
将高温超导膜光刻成两个的闭合环路。其中一个闭合环路由开环 路A、开环路C和连接通道D三部分组成，另一个闭合环路为B。线路 1是闭合环路B与闭合环路ACD的公共部分。其中开环路A、开环路C 和闭合环路B面积形状都相同，而连接通道D的面积尽可能小。
在线路1边上同时光刻出一个SQUID2与线路1耦合。SQUID2由电 极3、4提供偏置电流。从而组成一个平面二阶磁场梯度计。
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