Obsah:
- Definícia - Čo znamená supravodivé kvantové interferenčné zariadenie (SQUID)?
- Techopedia vysvetľuje supravodivé kvantové interferenčné zariadenie (SQUID)
Definícia - Čo znamená supravodivé kvantové interferenčné zariadenie (SQUID)?
Supravodivé kvantové interferenčné zariadenie (SQUID) je veľmi citlivé zariadenie na meranie slabých magnetických polí. Je schopný merať magnetické polia až 5 aT (5 x 10-18 T). Kvôli svojej citlivosti sú SQUID široko využívané vo výskume, biologických štúdiách a iných ultracitlivých elektronických a magnetických meraniach, kde slabé signály nie je možné snímať pomocou konvenčných meracích prístrojov.
Techopedia vysvetľuje supravodivé kvantové interferenčné zariadenie (SQUID)
SQUID je skonštruovaný zo supravodivej slučky obsahujúcej jednu alebo viac Josephsonových križovatiek.
Existujú dva typy SQUID, vysokofrekvenčný (RF) SQUID, ktorý sa skladá iba z jedného Josephsonovho spojenia, a jednosmerný (DC) SQUID s dvoma alebo viacerými spojeniami. RF je lacnejšia konštrukcia, ale v porovnaní s DC je menej citlivá.
Typický DC SQUID má dva paralelné spoje vložené do supravodivej slučky. Bez magnetického poľa sa vstupný prúd rozdeľuje rovnomerne medzi vetvy. To udržuje externe pripojený obvod nádrže pri rezonancii. Akékoľvek vonkajšie magnetické pole spôsobuje zmenu rezonančnej frekvencie v okruhu nádrže a prúdovú nerovnováhu, ktorá vedie k napätiu cez Josephsonovu križovatku. Napätie je funkciou magnetického toku, a preto sa dá zmerať a použiť na výpočet magnetického toku.
Supravodivé materiály používané pre nízkoteplotné SQUID sú čisté niób alebo zliatiny olova. Zariadenie je chladené kvapalným héliom, aby sa udržala supravodivosť. Vysokoteplotné SQUID sa vyrábajú z vysokoteplotných supravodičov, ako je oxid meďnatý bárium ytrium (YBCO) a ochladzujú sa lacným a ľahko dostupným kvapalným dusíkom. Nie sú však také citlivé ako nízkoteplotné modely, ale sú dosť dobré na určité aplikácie.
SQUID je veľmi citlivý pri detekcii magnetických polí, až 100 miliárd krát menšia ako energia, ktorá pohybuje ihlou kompasu. Táto extrémna citlivosť ich robí ideálnymi pre vysoko citlivé aplikácie vo výskume, biologických štúdiách a lekárskych testoch, pri ktorých nie je možné merať prítomné magnetické polia pomocou konvenčných prístrojov.
Napríklad SQUIDS sa používajú na meranie slabých signálov v ľudskom mozgu alebo srdci snímaním magnetických polí vytvorených neurologickými prúdmi. Medzi ďalšie aplikácie patrí konštrukcia vysoko citlivých gradiometrov, magnetometrov a voltmetrov.
