CS222864B1 - Hrotový Josephsonov spoj pre supravodivé snímače SQUID - Google Patents

Description

Vynález sa týká hrotového Josephsonoho spoja pre supravodivé snímače SQUID kvantových magnetometrov.

Doteraz používané hrotové snímače magnetického pol’a, založené na principe využitia Josephsonovho javu sú vytvořené zo supravodivých prstencov so štrbinou s Josephsonovým spojom. Spravidla je tento spoj vytvořený velmi jemným dotykom ostrého hrotu skrutky zo supravodivého materiálu na proitilahlú supravodivá stenu štrbiny. Pre správnu činnosť snímača je důležité, aby dotyková plocha hrotu bola velmi malá a nepřesahovala 1 ,wm2. Pri tejto podmienke sa dá obtiažné dosiahnúť mechanická stabilita spoja, ktorá určuje aj stabilitu jeho fyzikálnych vlastností. Pri opakovanom použití snímača po viacnásobných cykloch jeho ponorenia a vytiahnutia z tekutého hélia, t. j. pri velikých teplotných změnách pri jeho ochladení na prevádzkovú teplotu 4,2 K a zohriati na normálnu laboratórnu teplotu 300 K. Aby sa stabilita dotyku hrotu zlepšila, vůla skrutky v telese snímača sa eliminuje maticou vytvárajúcou potřebné mechanické predpatie před nastavením hrotového dotyku. Přitom je presnosť nastavenia vzhladom na požiadavku jemného dotyku velmi důležitá, pretože pri malom predpátí skrutky nie je jej vůla v telese snímača dostatočne vymedzená a pri velkom predpátí sa zhoršuje jej chod. Hrozí přitom, pri otáčaní v oboch prípadoch nebezpečenstvo unášania matice a zaseknutie skrutky, v důsledku čoho sa mechanicky poškodzuje skrutka. Druhá nevýhoda spočívá v kombinácii posuvného pohybu hrotu pri přibližovaní k stykovej plůške s otočným pohybom. Ostrie hrotu sa po dotyku otiera, čo sa nepriaznivo prejavuje už pri malej excentricite hrotu voči osi skrutky aj pri malých odchýlkach kolmosti osi otáčanej skrutky voči rovině stykovej plochy striedavým zosilňovaním a uvolňováním kontaktu. Nepřesný a nedokonalý styk spůsobuje viacnásobné paralelné Josephsonové přechody v důsledku čoho vznikajú pri prevádžke interferenčně procesy zhoršujúce šumové vlastnosti snímača.

Uvedené nedostatky odstraňuje hrotový Josephsonov spoj pre supravodivé snímače SQUID podlá vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že v základnom telese sú o- proti sebe umiestnené skrutka upevněná maticou a nastavovacia skrutka, pričom přepážka dosadá v štrbine na hrot skrutky.

Vynález hrotového Josephsonovho spoja pre supravodivé snímače SQUID vylučuje vzájomný otočný pohyb stykových plůch hrotového Josephsonovho přechodu pri nastavovaní styku. Hrot sa radiálnými silami nepoškodzuje a případné odchýlky súosovosti a kolmosti sa pri nastavovaní vůbec neprejavia. Ďalšou výhodou je to, že tlakom pomocnej skrutky na přepážku, potřebným na vyvolanie jej priehybu, sa vymedzuje aj vůla skrutky v závitech otvoru a skrutka sa tým zafixuje. Takéto riešenie hrotového Josephsonovho spoja je vhodné pre všetky typy snímačov s hrotovými prechodmi, ktoré sa používajú v supravodivých kvantových magnetometroch, najma v toroidných, jednodierových a symetrických dvojdierových snímačoch SQUID.

Na pripojenom výkrese je znázorněný příklad vyhotovenia hrotového Josephsonovho spoja pre supravodivé snímače SQUID.

Skrutka 1 je pevne upevněná maticou 2. Jej poloha je před nastavením spoja zvolená tak, aby sa hrot nedotýkal protitahlej steny v štrbine 4 základného telesa 6 snímača vytvořeného zo supravodivého materiálu, ktorý je v mieste stykovej plochy 3 zeslabený a vytvára pod nastavovacou skrutkou 7 poddajnú přepážku 5. Pri otáčaní nastavovacej skrutky 7 sa přepážka 5 přehne a v mieste styku s hrotom skrutky 1 vytvoří Josephsonov spoj. Přitom sa nastavovacia skrutka 7 protitlakom přepážky zafixuje. Velkost tohto protitlaku ovplyvňuje hrúbka přepážky 5 a vzdialenosť hrotu skrutky 1 od stykovej plochy 3 před nastavením kontaktu. Nastavovacia skrutka 7 může mať v případe potřeby váčší priemer a může sa vyhotovit aj z nesupravodivého kovu ak má tento rovnakú teplotnú rozťažnosť ako ostat1 né části snímača. Například nióbovú nasta1 vovaciu skrutku 7 s relativné obtiažné jsou opracovatelnosťoiu závitov a zhoršeným chodom pri nastavovaní možno nahradit skrutkou s dostupinejšieho materiálu.

Vynález možno využiť v elektrotechnickom priemysle pri výrobě supravodivých snímačov SQUID. .

Claims (1)

1. PREDMET Hrotový Josephsonov spoj pre supravodivé snímače SQUID vyznačujúci sa tým, že v základnom telese (6) sú oproti sebe umiestnené skrutka (1) upevněná maticou (2) a VYNALEZU nastavovacia skrutka (7), pričom přepážka (5) dosadá v štrbine (4) na hrot skrutky (1). 1 list výkresov 222864