Kazalo:
- Opredelitev - Kaj pomeni superprevodna kvantna interferenčna naprava (SQUID)?
- Techopedia razlaga superprevodno kvantno interferenčno napravo (SQUID)
Opredelitev - Kaj pomeni superprevodna kvantna interferenčna naprava (SQUID)?
Superprevodna naprava za kvantne motnje (SQUID) je zelo občutljiva naprava za merjenje šibkih magnetnih polj. Zmožnost merjenja magnetnih polj je tako nizka kot 5 aT (5 × 10 -18 T). Zaradi svoje občutljivosti se SQUID-ji široko uporabljajo v raziskavah, bioloških študijah in drugih ultra občutljivih elektronskih in magnetnih meritvah, kjer šibkih signalov ni mogoče zaznati z običajnimi merilnimi instrumenti.
Techopedia razlaga superprevodno kvantno interferenčno napravo (SQUID)
SQUID je sestavljen iz superprevodne zanke, ki vsebuje eno ali več Josephsonovih stičišč.
Obstajata dve vrsti SQUID-a, radiofrekvenčni (RF) SQUID, sestavljen iz enega samega Josephsonovega stičišča, in SQUID enosmernega toka (DC) z dvema ali več stičišči. RF je v gradbeništvu cenejši, a manj občutljiv v primerjavi z DC.
Običajni DC SQUID ima dva vzporedna stičišča, vstavljena v superprevodni zanki. Brez magnetnega polja se vhodni tok enakomerno razdeli med veje. To ohranja resonanco zunanje priključeno vezje rezervoarja. Vsako zunanje magnetno polje povzroči spremembo resonančne frekvence v tokokrogu rezervoarja in tokovno neravnovesje, ki vodi v napetost čez Josephsonovo stičišče. Napetost je funkcija magnetnega pretoka in jo je zato mogoče izmeriti in uporabiti za izračun magnetnega toka.
Superprevodni materiali, ki se uporabljajo za nizkotemperaturne SQUID, so čisti niobij ali svinčene zlitine. Naprava se ohladi s tekočim helijem, da se ohrani superprevodnost. Visokotemperaturni SQUID-ji so narejeni iz visokotemperaturnih superprevodnikov, kot je itrijev barijev bakrov oksid (YBCO), hlajeni pa so s cenejšim in lahko dostopnim tekočim dušikom. Vendar niso tako občutljivi kot nizkotemperaturni modeli, vendar so dovolj dobri za določene aplikacije.
SQUID je zelo občutljiv za zaznavanje magnetnih energijskih polj, kar 100 milijard krat manjših od energije, ki premika igro kompasa. Ta izjemna občutljivost jih naredi idealne za zelo občutljive aplikacije v raziskavah, bioloških študijah in medicinskih testih, kjer prisotnih magnetnih polj ni mogoče meriti z običajnimi instrumenti.
Na primer, SQUIDS se uporablja za merjenje šibkih signalov v človeških možganih ali srcu z zaznavanjem magnetnih polj, ki jih ustvarjajo nevrološki tokovi. Druge aplikacije vključujejo izdelavo zelo občutljivih gradiometrov, magnetometrov in voltmetrov.
