border=0

Physical Basics of SQUID - mikroskopy

<== foarige artikel | Folgjende artikel ==>

It SQUID-erfassings elemint is in ring fan supermondulearjend materiaal mei ien of twa Josephson-kontakten. De mooglikheid om magnetyske fjilden te besjen mei sa'n apparaat basearre op it feit dat de aktuele streaming yn 'e ring hinget fan' e magnetyske flux fia dizze slute loop. De earste supraleare magnetometers binne krekt in pear jier nei de ûntdekking fan de Josephson-effekt kreëarre; de ​​measte gefoelens fan SQUID's tsjinnet tsjintwurdich 10 -14 Tl / Hz 1/2 .

Yn in magnetyske mikroskoop wurdt in probleem scannen troch in dûbele bemuorre kalmar, wylst de kompjûter in sinjaal fan in kjeld registraasje ôfhinklik fan syn posysje relatyf oan 'e echte samling.

Fig. 6.8 SQUID wurkprinsipe

Der binne twa soarten SQUIDs - SQUID mei direkte aktuer (twa-kontakt SQUID) en heechfrekwis SQUID (single-contact SQUID). SQUID DC waard yn 1964 útfûn troch fysikers Robert Jaklevic, John J. Lambe, James Mercereau, en Arnold Silver. Se, mei James Edward Zimmerman, inventearre SQUID op ôfwikende stream.

SQUID op direkte stream. De simpelste kwantummagnetometer - SQUID is in supralearringring mei twa Josephson-tunnelkontakten. Dit is yn in beskate sin in analoech fan 'e optyske effekt mei ynterferinsje fan twa sluten, allinich hjir binne gjin ljochtwellen dy't ynfiere, mar twa Josephson-streamingen. Essential foar it begripen fan 'e operaasje fan in SQUID is de oanwêzichheid fan welleeigenskippen fan in elektroan. Yn SQUID is de elektronenwelle yn twa ferdield, elk fan dy troch syn tunnelknip giet, en dan wurde beide by elkoar brocht. As der gjin eksterne fjild is, wurde beide tûken lykweardich en beide wellen komme sûnder in faze ferskil. Mar yn 'e oanwêzigens fan in magnetysk fjild sil in sirkulatorjende supraleatende string yn' e krusing yngewikkeld wurde. Dizze aktueel, yn ien fan 'e kontakten, sil subtrahme wurde fan' e direkte eksterne stream, en yn 'e twadde - te tafoege. No moatte de beide tûken ferskillende streamingen hawwe, tusken de tunnelkontakten sil in faze ferskil wêze. De wellen fan elektronen, dy't troch de kontakten en ferbining trochgean, sille ynterfiere, is de ynterferinsje sels as de ôfhinging fan 'e krityske stream fan' e SQUID op it oanwêzige eksterne magnetyske fjild. De stappe natuer fan 'e ôfhinklikens jout jo de yndividuele stream kwantaal te fielen. De stappe foarm fan 'e ôfhinklikheid ûntstiet troch de oanwêzigens fan in betingst foar in feroaring yn' e faze fan 'e elektronenwelle by de junction fan Josephson troch 2πn, wêrby't n in integer is.

De meast stabile supraleatende steat fan in ring yn ferbân mei de eksterne stream is yn gefal dat de totale magnetyske flux fia it ynterferometer is lyk oan in ynteger nûmer fan flux quanta. Oarsom is it gefal as de folsleine flux is lyk oan in heal-integer nûmer fan flux quanta oerienkomt mei in ynstabele supermodzjende steat: it is genôch om in ynkommensregel aktueel oan te jaan oan it ynterferometer sadat it skeakelje nei de resistive steat en it voltmeter detektearret de spanning op it ynterferometer.

SQUID op wikseljende stream . AC SQUID operaasje is basearre op 'e transiente Josephson-effekt en brûkt mar ien Josephson juny. It is minder gefoelich yn fergeliking mei SQUID op direkte stream, mar goedkeaper en makliker te meitsjen yn lytse mânten. In wichtich ûnderdiel fan 'e fûnemintlike mjittingen fan ultra-lytse sinjalen waarden útfierd troch SQUID's op ôfwikende stream.

It wichtichste gebrûk fan SQUID is om swakke magnetyske fjilden te mjitten. It hiele gebiet fan syn tapassingen is basearre op dit SQUID eigendom:

Magnetoensphalografy;

Magnetogastraasje;

Magnetyske markearring kontrôle;

· Studint fan it hert yn 'e medisinen;

Nuklear magnetyske resonânsje yn yngenieur, yn geologysk en eksploraasje.

Der binne ek konsideraasjes oangeande it gebrûk fan SQUIDS yn in quantum komputer as qubits, dy't makke binne troch nano-ampere streamingen of magnetyske nanoskale dieltsjes.

De earste ferzjes fan magnetyske mikroskopen brûkten SQUID's basearre op tradysjonele, leech-temperatuer, supraleiders. Se wurken by de temperatuer fan fleantich helium en waarden bedoeld om samples te studearjen dy't ek by leechtemperatuer binne. De needsaak om in kampanje op heliumtemperatuer te hâlden hinderjen it breedte gebrûk fan SQUID-mikroskopen. Gebrûkers fan sokke mikroskopen hawwe grutte tekeningen fûn mei de oplieding en posysje fan 'e squid yn' e relaasje ta de probe, lykas by it laden en it laden fan de samples. It ferfangen fan 'e lege temperatuer SQUID mei in kalm basearre op hege temperatuer supraleiders, makket it mooglik om it apparaat te operearjen oan nitrogentemperatueren, it útwreidzjen fan it ferskaat oan ûndersyk en stimulearret it kommersjeel gebrûk fan SQUID's.

In oar stap nei it kommersjele gebrûk fan SQUID-mikroskopen waard nommen doe't farianten fan dizze apparaten ferskine, wêryn in probleem by kamertemperatuer wêze kin. Yn har is it fakuümvolumint mei in gekleurd squid út 'e probleem skieden troch in dûnse finster fan in net-magnetysk materiaal, bygelyks sapphire; Errinnende romtlike resolúsje is likernôch 10 mikrons.

It meast foarkommende apparaat fan dizze soarte op basis fan in hege temperatuer SQUID is it Amerikaanske CryoTiger magnetyske mikroskoop. De squid fan direkte stream is makke fan YBaCuO, har gebiet is 1,2 x 10 -9 m2 , de feltsensitiviteit is 17,5 pT / Hz 1/2 . It scansysteem lit jo it kampanje relatyf oan 'e probleem mei in snel fan 0,5 - 1 mm / s yn' e scangebied fan 5 x 5 mm 2 ferpleatse. De foardielen fan it mikroskoop binne lyts grutte, goed ûntwerp en >

Dit mikroskoop hat himsels yn 'e stúdzje fan eddy-streamingen yn metalen lagen sjen litten, de koarte tusken it kontakt liedt yn' e gearstalling fan in yntegreare circuit yn in saak, de uniformiteit fan magnetisearring fan films fan magnetyske materialen, ensfh. No is de firma Neocera Inc. begjint syn kommersjele ferzje. It moat oantoand wêze dat yn Ruslân in eigen ferzje ûntwikkele fan it SQUID-mikroskoop.

<== foarige artikel | Folgjende artikel ==>





Sjoch ek:

Quantum-oszillator basearre op elektromechanikaal resonator

Laue Method

Praktyske útfiering fan elektro-mikroskopy

Fysike fundamentals fan 'e r-rayanalyse-metoaden

Principes foar bouwen fan biosensors

Untwerp en wurking fan in scan-tunneling mikroskoop

De fysike fundamentale fan Auger spektroskopy en neutronbefrakking

Quantum-meganyske ferklearring fan it ferskynsel fan superkonduktiviteit

Helium-ionmikroskoop

Physical features of the transition from micro to nanodevices

Praktyske tapassing fan in atomêre krêftmikroskoop

Werom nei ynhâldsopjefte: Moderne fûnemintele en tapastlike ûndersyk yn ynstruminten

Views: 2560

11.45.9.61 © bibinar.info is net de auteur fan de materialen dy't ynbrocht binne. Mar leveret de mooglikheid fan fergees gebrûk. Is der in fertsjinwurdiging fan 'e autoriteit? Skriuw ús | Feedback .