【技術實現步驟摘要】
本公開涉及超導電子學，特別是涉及一種基于電流鎖定方式的超導量子干涉器及其制備方法。
技術介紹
1、超導量子干涉器件(superconducting?quantum?interference?device,?squid)是當前靈敏度最高的磁場傳感器，其等效能量分辨率可接近于量子極限水平，廣泛應用于單光子及單能射線探測后端低溫放大工作。基于squid的電流傳感器可以精密測量微小電流等可等效轉化為磁通的信號，是超導轉變邊沿探測器（transition-edge?sensor，?tes）、金屬磁性量能器（metallic?magnetic?calorimeter，mmc）、低溫電流比較儀（cryogeniccurrent?comparator，ccc）等儀器的唯一讀出設備。因此，squid作為宇宙學、生物醫學中現代大型科學裝置的關鍵核心器件，對其制備工藝，構型設計，原理理論模擬及放大讀出技術等的研究至關重要。
2、低溫squid需要讀取系統溫度的噪聲，因此需要極高的靈敏度，但是由于環境噪聲的影響，會導致低溫squid始終無法處于初始工作點上，對系統溫度噪聲的讀取精度造成較大影響。
技術實現思路
1、基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種基于電流鎖定方式的超導量子干涉器及其制備方法，至少能夠并通過多個線圈最大程度地消除環境噪聲的影響，避免了環境噪聲對于squid工作點位置的影響。
2、為了實現上述目的及其他目的，第一方面，本公開提供了一種基于電流鎖定方式的超導量子干
3、上述實施例中的基于電流鎖定方式的超導量子干涉器中，通過電流鎖定反饋線圈的第六線圈與輸入線圈的第五線圈之間的耦合反饋，并通過第一線圈、第二線圈、第三線圈、第四線圈的多級線圈耦合，使電流反饋端的電流反饋直接形成對輸入線圈的輸入信號進行補償，并通過多級線圈的耦合消除了環境噪聲的影響，進而避免了環境噪聲對于squid工作點位置的影響。
4、在其中一個實施例中，輸入線圈還包括濾波電路，濾波電路的一端與輸入端的正極連接，濾波電路的另一端與輸入端的負極連接。
5、在其中一個實施例中，濾波電路包括第一電阻和第一電容，第一電阻的一端作為濾波電路的一端與輸入端的正極連接，第一電阻的另一端與第一電容的一端連接，電容的另一端作為濾波電路的另一端與輸入端的負極連接。
6、在其中一個實施例中，基于電流鎖定方式的超導量子干涉器還包括磁通鎖定反饋線圈，磁通鎖定反饋線圈形成有第七電感，第七電感與第四電感相耦合，并于超導量子干涉器件上形成磁通鎖定反饋端。
7、在其中一個實施例中，磁通鎖定反饋線圈通過補償磁通量使squid線圈在初始工作點進行工作。
8、在其中一個實施例中，電流鎖定反饋線圈用于通過輸入補償電流使squid線圈在初始工作點進行工作。
9、在其中一個實施例中，還包括第一低通濾波器、第二低通濾波器和第三低通濾波器；其中，第一低通濾波器的一端與第四電感連接，第一低通濾波器的另一端與偏置端連接，第二低通濾波器的一端與磁通鎖定反饋端連接，第二低通濾波器的另一端與第七電感連接，第三低通濾波器的一端與電流鎖定反饋端連接，第二低通濾波器的另一端與第六電感連接。
10、在其中一個實施例中，squid線圈包括四個子squid環路組成，四個子squid環路并聯且呈中心對稱排布。
11、在其中一個實施例中，基于電流鎖定方式的超導量子干涉器包括：襯底；目標超導層，位于襯底上，目標超導層包括第一超導層、第一絕緣層和第二超導層，第一超導層位于襯底上，第一絕緣層位于第一超導層上，第二超導層位于第一絕緣層上；第二絕緣層，位于第二超導層上；超導線圈層，位于第二絕緣層上，用于形成squid線圈、偏置線圈、二級磁通轉換線圈、輸入線圈和電流鎖定反饋線圈；電阻層，位于超導線圈層上。
12、第二方面，本公開實施例還提供了一種基于電流鎖定方式的超導量子干涉器的制備方法，包括：提供襯底；于襯底上形成目標超導層，目標超導層包括第一超導層、第一絕緣層和第二超導層，第一超導層位于襯底上，第一絕緣層位于第一超導層上，第二超導層位于第一絕緣層上；于目標超導層上形成第二絕緣層；于第二絕緣層上形成超導線圈層，超導線圈層用于形成squid線圈、偏置線圈、二級磁通轉換線圈、輸入線圈和電流鎖定反饋線圈；于超導線圈層上形成電阻層；其中，squid線圈包括第四電感，偏置線圈與squid線圈相耦合，并于基于電流鎖定方式的超導量子干涉器上形成偏置端，二級磁通轉換線圈形成有第二電感和第三電感，第三電感與第四電感相耦合，輸入線圈形成有第一電感和第五電感，第一電感與第二電感相耦合，并于超導量子干涉器件上形成輸入端，電流鎖定反饋線圈形成有第六電感，第六電感與第五電感相耦合，并于超導量子干涉器件上形成有電流鎖定反饋端。
13、上述實施例中的基于電流鎖定方式的超導量子干涉器的制備方法中，通過電流鎖定反饋線圈的第六線圈與輸入線圈的第五線圈之間的耦合反饋，并通過第一線圈、第二線圈、第三線圈、第四線圈的多級線圈耦合，使電流反饋端的電流反饋直接形成對輸入線圈的輸入信號進行補償，并通過多級線圈的耦合消除了環境噪聲的影響，進而避免了環境噪聲對于squid工作點位置的影響。
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1.一種基于電流鎖定方式的超導量子干涉器，其特征在于，所述超導量子干涉器包括：
2.根據權利要求1所述的基于電流鎖定方式的超導量子干涉器，其特征在于，所述輸入線圈還包括濾波電路，所述濾波電路的一端與所述輸入端的正極連接，所述濾波電路的另一端與所述輸入端的負極連接。
3.根據權利要求2所述的基于電流鎖定方式的超導量子干涉器，其特征在于，所述濾波電路包括第一電阻和第一電容，所述第一電阻的一端作為所述濾波電路的一端與所述輸入端的正極連接，所述第一電阻的另一端與所述第一電容的一端連接，所述電容的另一端作為所述濾波電路的另一端與所述輸入端的負極連接。
4.根據權利要求1所述的基于電流鎖定方式的超導量子干涉器，其特征在于，所述超導量子干涉器還包括磁通鎖定反饋線圈，所述磁通鎖定反饋線圈形成有第七電感，所述第七電感與所述第四電感相耦合，并于所述超導量子干涉器件上形成磁通鎖定反饋端。
5.根據權利要求1或4所述的基于電流鎖定方式的超導量子干涉器，其特征在于，所述磁通鎖定反饋線圈通過補償磁通量使SQUID線圈在初始工作點進行工作。
6.根據
7.根據權利要求1所述的基于電流鎖定方式的超導量子干涉器，其特征在于，還包括第一低通濾波器、第二低通濾波器和第三低通濾波器；
8.根據權利要求1所述的基于電流鎖定方式的超導量子干涉器，其特征在于，SQUID線圈包括四個子SQUID環路組成，所述四個子SQUID環路并聯且呈中心對稱排布。
9.根據權利要求1所述的基于電流鎖定方式的超導量子干涉器，其特征在于，所述超導量子干涉器包括：
10.一種基于電流鎖定方式的超導量子干涉器的制備方法，其特征在于，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種基于電流鎖定方式的超導量子干涉器，其特征在于，所述超導量子干涉器包括：
2.根據權利要求1所述的基于電流鎖定方式的超導量子干涉器，其特征在于，所述輸入線圈還包括濾波電路，所述濾波電路的一端與所述輸入端的正極連接，所述濾波電路的另一端與所述輸入端的負極連接。
3.根據權利要求2所述的基于電流鎖定方式的超導量子干涉器，其特征在于，所述濾波電路包括第一電阻和第一電容，所述第一電阻的一端作為所述濾波電路的一端與所述輸入端的正極連接，所述第一電阻的另一端與所述第一電容的一端連接，所述電容的另一端作為所述濾波電路的另一端與所述輸入端的負極連接。
4.根據權利要求1所述的基于電流鎖定方式的超導量子干涉器，其特征在于，所述超導量子干涉器還包括磁通鎖定反饋線圈，所述磁通鎖定反饋線圈形成有第七電感，所述第七電感與所述第四電感相耦合，并于所述超導量子干涉器件上形成磁通鎖定反饋端。
<...【專利技術屬性】
技術研發人員：徐驍龍，郭宇嘯，鐘青，李勁勁，王仕建，王雪深，陳建，
申請(專利權)人：中國計量科學研究院，
類型：發明
國別省市：
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