DD227261A1

DD227261A1 - SUPER-CHANGING QUANTUM INTERFERENCE DETECTOR FROM MULTIPLE PARALLEL INDUCTIVITIES WITH COUPLING SPIRAL

Info

Publication number: DD227261A1
Application number: DD84267049A
Authority: DD
Inventors: Fritz Dettmann; Klaus Bluethner
Original assignee: Univ Schiller Jena
Priority date: 1984-09-06
Filing date: 1984-09-06
Publication date: 1985-09-11

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Supraleitenden Quanteninterferenz-Detektor, der zur Messung schwaechster magnetischer Felder und kleinster Stroeme und Spannungen verwendet werden kann. Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine SQUID-Anordnung mit grossem Verhaeltnis zwischen Eingangs- und SQUID-Induktivitaet bei einem Koppelfaktor, der nahe bei 1 liegt, zu schaffen. Erfindungsgemaess wird das dadurch erreicht, dass vier parallel geschaltete Rechtecke aus ebenen Schichtstreifen so angeordnet sind, dass sich ein Gesamtrechteck ergibt, bei dem sich die Induktivitaeten der inneren Streifen gegenseitig aufheben und nur ueber oder unter dem Aussenrand des Gesamtrechteckes sich eine Eingangsflachspule befindet. Zwei oder mehr solcher Gesamtrechtecke sind vorzugsweise zu einem stoerfeldunabhaengigen SQUID zusammengeschaltet.The invention relates to a superconducting quantum interference detector which can be used to measure the weakest magnetic fields and smallest currents and voltages. The object of the invention is to provide a SQUID arrangement with a high ratio between input and SQUID inductance at a coupling factor close to 1. According to the invention, this is achieved by arranging four parallel rectangles of flat layer strips such that a total rectangle results, in which the inductances of the inner strips cancel each other out and only above or below the outer edge of the total rectangle is an input flat coil. Two or more of such total rectangles are preferably interconnected to a non-interfering SQUID.

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Supraleitender Quanteninterferenz-Detektor aus mehreren Parallelinduktivitäten mit EinkoppelspiraleSuperconducting quantum interference detector consisting of several parallel inductors with coupling spiral

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen Supraleitenden Ouanteninterferenz-Detektor (SQUID), der eine Arbeitstemperatur von wenigen Kelvin hat. SCUIDs können als hochempfinliche Meßelemente zur Bestimmung schwacher Magnetfelder sowie von kleinsten Strömen und Spannungen Verwendung finden· Weiter ist ihr Einsatz zur Messung und Verstärkung niederfrequenter Supraströme bekannt. Anwendungsbereiche von SQUIDs liegen vor allem in der Tiefteraperaturphysik bei der Messung magnetischer und elektrischer Materialeigenschaften, in der Geophysik, der Biophysik, der medizinischen Forschung sowie in der Meßtechnik.The invention relates to a superconducting Ouanteninterferenz detector (SQUID), which has a working temperature of a few Kelvin. SCUIDs can be used as highly sensitive measuring elements for determining weak magnetic fields as well as smallest currents and voltages. Furthermore, their use for measuring and amplifying low-frequency super-currents is known. Areas of application of SQUIDs are mainly in the field of deep-water aperature physics in the measurement of magnetic and electrical material properties, in geophysics, biophysics, medical research and in metrology.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Supraleitende Quanteninterferenz-Detektoren mit Einkoppelspulen aus dünnen Schichten (D. M. Oaycox, M. 3. Ketchen, IEEE Trans, on Magn. MAG-17 (1981) 400 ) und aus zwei parallelen Induktivitäten mit je einer Einkoppelspirale aus dünnen Schichten (DD 133370) sind bekannt. Diese Anordnungen haben den Nachteil, daß zur Anpassung der an die SQUIDs anzuschließenden Antennenschleifen an die zur Erreichung hoher Empfindlichkeit notwendig geringe SQUID-Induktivität Einkoppelspulen mit sehr großen Windungszahlen realisiert werden müssen. Das führt im ersten Fall wegen der zu verwendenden geringen Streifenbreite von wenigen Mikrometern und im zweiten Fall wegen der großen Gesamtlänge des die Flachspule bildenden Leiterstreifens von eini-Superconducting quantum interference detectors with coupling coils of thin layers (DM Oaycox, M. 3. Ketchen, IEEE Trans, on Magn. MAG-17 (1981) 400) and of two parallel inductances each with a coupling spiral of thin layers (DD 133370) known. These arrangements have the disadvantage that for adapting the antenna loops to be connected to the SQUIDs to the necessary to achieve high sensitivity SQUID low inductance coupling coils must be realized with very large numbers of turns. This leads in the first case because of the small strip width of a few micrometers to be used and in the second case because of the large overall length of the conductor strip forming the flat coil.

gen Metern zu äußerst geringen Ausbeuten an funktionsfähigen Einkoppelspulen·.Deshalb wurden SQUID-Anordnungen mit mehreren Parallelinduktivitäten und mit solchen Einkoppelleitungen bzw. -spulen aus dünnen Schichten entwickelt, daß das durch Stromfluß in ihnen erzeugte Magnetfeld gleichzeitig auf alle Parallelinduktivitäten wirkt» Damit wird erreicht, daß zur Anpassung der Antenneninduktivität an die SQUID-Induktivität nicht allein das Quadrat der Windungszahl der Einkoppelspule dem Verhältnis dieser Induktivitäten entsprechen muß, sondern das Quadrat aus dem Produkt der Windungszahl und der Anzahl aer Parallelinduktivitäten. Damit sind bedeutend geringere Windungszahllen ausreichend. In der im Patent DD 136 653 beschriebenen Anordnung dieser Art wird jedoch anstelle der Einkoppelspule nur ein Steuerleiter, das heißt effektiv eine Spule mit einer Windungszahl kleiner als 1 verwendet. Das ist für die Anpassung an die nötigen Antenneninduktivitäten nicht ausreichend, wenn man nicht die Schwierigkeiten bei der Herstellung der Einkoppelspulen in einem SQUID ohne Parallelinduktivitäten hier auf solche bei der Herstellung der vielen nötigen Parallelinduktivitäten übertragen will. Die im DD 136 653-beschriebene Anordnung hat weiterhin den Nachteil, daß die Induktivität der Leiterschleifen an den Enden der in einer Reihe nebeneinander angeordneten Parallelinduktivitäten größer ist als die der übrigen Leitersehleifen. Damit hebt sich das magnetische Feld der Ströme in den.Leiterschleifenteilen, die übereinander liegen, nicht mehr auf, wodurch die Eingangsinduktivität des SOUIDs ansteigt und der Koppelfaktor zwischen Einkoppelspule und SQUID stark verringert wird, was zu erheblichen Signalverlusten führt. Gleichzeitig treten dadurch Unregelmäßigkeiten in den Quanteninterferenzen auf, die eine einfache Auswertung des Ausgangssignals unmöglich machen.Therefore, SQUID arrangements with several parallel inductors and with such coupling lines or coils of thin layers have been developed, that the magnetic field generated in them by current flow simultaneously acts on all the parallel inductances. that for matching the antenna inductance to the SQUID inductance not only the square of the number of turns of the coupling coil must correspond to the ratio of these inductances, but the square of the product of the number of turns and the number of parallel aer inductances. This means that significantly lower numbers of turns are sufficient. In the arrangement of this type described in the patent DD 136 653, however, only a control conductor, that is effectively a coil with a number of turns less than 1 is used instead of the coupling coil. This is not sufficient for the adaptation to the necessary antenna inductances, if one does not want to transfer the difficulties in producing the coupling coils in a SQUID without parallel inductances here to those in the production of the many necessary parallel inductances. The arrangement described in DD 136 653 also has the disadvantage that the inductance of the conductor loops at the ends of the parallel inductances arranged next to one another in a row is greater than that of the other conductor solenoids. Thus, the magnetic field of the currents in the Leitschleifenteilen that are on top of each other, no longer rises, whereby the input inductance of the SOUID increases and the coupling factor between the coupling coil and SQUID is greatly reduced, resulting in significant signal losses. At the same time, irregularities in the quantum interference occur, which make a simple evaluation of the output signal impossible.

Die SQUID-Anordnung von P. Carelli und V. Foglietti (IEEE Trans. on Magn. MAG-19, (1933) 299 ) besitzt mit 32 Parallelinduktivitäten und 20 Windungen der Einkoppelspule bereits ein hohes Obersetzungsverhältnis bei Spulenabmessungen, die eine höhere Ausbeute gestatten. Der Koppelfaktor zwischen Eingangsspule und SQUID liegt jedoch fast um eine Größenordnung unter dem möglichen. Das ist dadurch bedingt, daß die die Parallelinduktivitäten bildenden Lei'terschleifeh und die Einkoppelflachspule inThe SQUID arrangement of P. Carelli and V. Foglietti (IEEE Trans. On Magn. MAG-19, (1933) 299) with 32 parallel inductors and 20 turns of the coupling coil already has a high transfer ratio for coil dimensions, which allow a higher yield. However, the coupling factor between input coil and SQUID is almost an order of magnitude below the possible one. This is due to the fact that the Lei'terschleifeh forming the parallel inductors and the Einkoppelflachspule in

einer Schichtebene ausgebildet sind, so daß die nicht parallel zu den Leiterstreifen der Spule verlaufenden Teile der Leiterschleifen sich wegen ihres zu großen Abstandes voneinander in ihrer Induktivität nicht aufheben und so den übertragenen Strom stark vermindern, und weiterhin dadurch, daß wegen des zu großen Abstandes zwischen Spulenwindungen und den dazu parallelen Teilen der Leiterschleifen magnetische Verluste auftreten· Als weiterer Mangel der Anordnung muß ihre hohe Störanfälligkeit gegenüber äußeren Magnetfeldern genannt werden. In dieser Hinsicht weist die im Patent US 4 386 361 beschriebene Anordnung wesentlich bessere Eigenschaften auf* In dieser Anordnung hebt sich die Wirkung des äußeren Magnetfeldes in je zwei nebeneinanderliegenden Leiterschleifen auf, was jedoch erforderlich macht,, daß die Einkoppelspule entsprechend der Zahl der Parallelinduktivitäten zwischen einem inneren und einem äußeren-Durchmesser hin und her geführt werden muß· Damit wird ihre Form sehr kompliziert und ihre Länge groß, so daß ihre Herstellung mit hoher Ausbeute sehr erschwert ist. Da die angegebene Spule nur über den Schichtleitern jeder zweiten Parallelinduktivität angeordnet ist, wird der Koppelfaktor auf einen Wert wesentlich unter 1 beschränkt.a layer plane are formed so that the non-parallel to the conductor strip of the coil extending parts of the conductor loops do not cancel each other in their inductance because of their large distance and thus greatly reduce the transmitted current, and further characterized in that due to the large distance between Coil windings and the parallel parts of the conductor loops magnetic losses occur · Another shortcoming of the arrangement must be called their high susceptibility to external magnetic fields. In this regard, the arrangement described in US Pat. No. 4,386,361 has much better characteristics. In this arrangement, the effect of the external magnetic field is canceled out in every two adjacent conductor loops, but this requires that the coupling-in coil correspond to the number of parallel inductances between An inner and an outer diameter must be guided back and forth · Thus, their shape is very complicated and their length is large, so that their production is very difficult with high yield. Since the specified coil is arranged only over the layer conductors of each second parallel inductor, the coupling factor is limited to a value substantially below 1.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen hochempfindlichen Supraleitenden Ouantenxnterferenz-Detektor aus mehreren Düjnnschichtparallelinduktivi-täten mit Einkoppelflachspulen für die Anwendung in der Meßtechnik zu schaffen, der bei Benutzung der Schichtstrukturierungsverfahren der Halbleitertechnologie mit guter Ausbeute herstellbar ist.The object of the invention is to provide a highly sensitive superconducting Ouantenxnterferenz detector of several Düjnnschichtparallelinduktivi-activities with Einkoppelflachspulen for application in the measurement technique, which can be produced in good yield using the Schichtstrukturierungsverfahren the semiconductor technology.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anordnung eines hoehernρfindlichen Supraleitenden Ouanteninterferenz-Detektors aus Parallelinduktivitäten mitJ Einkoppelspule anzugeben, bei dem die Signaleinkopplung mit einem Koppelfaktor, der nahe bei 1 liegt, realisiert ist, bei dem die Einkoppelspule eine geometrisch einfache Figur darstellt, die aus einem Streifen möglichst geringer Länge und möglichst großer Breite besteht undThe invention has for its object to provide the arrangement of a höhnernspfindlichen superconducting Ouanteninterferenz detector from parallel inductors with J coupling coil, in which the signal coupling is realized with a coupling factor, which is close to 1, in which the coupling coil represents a geometrically simple figure, the consists of a strip as small as possible length and the widest possible width and

die mit üblichen Strukturierungsverfahren herstellbar ist und bei dem äußere magnetische Störfelder einen möglichst geringen Einfluß haben·which can be produced by customary structuring methods and in which external magnetic interference fields have as little influence as possible ·

. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß vier Parallelinduktivitäten alle dadurch den gleichen Wert besitzen, daß sie aus supraleitenden Schichtstreifen gebildet sind, die auf einem ebenen Substrat die Seiten gleicher Rechtecke darstellen, von denen jeweils eine Seite in einer ersten und drei Seiten in einer davon isolierten zweiten Schichtebene angebracht sind, wobei an jeweils nur einer Ecke des Rechteckes keine Verbindung zwischen den Schichtstreifen der beiden Ebenen besteht. Die vier Rechtecke sind so angeordnet, daß jeweils die eine Seite eines Rechteckes in der ersten Schichtebene immer von einer gleich langen gegenüberliegenden Seite eines anderen Rechteckes in der zweiten Schichtebene isoliert überdeckt ist. Die Ecken ohne Verbindung zwischen den Schichtstreifen der beiden Ebenen liegen in oer Mitte der Gesamtanordnung, Hier sind die Schichtstreifen der ersten Ebene und die der zweiten Ebene jeweils untereinander supraleitend verbunden. Zwischen den Schichten der ersten und denen der zweiten Ebene besteht eine elektrische Verbindung über einen oder zwei in Reihe geschaltete 3osephsowkontakte. Die beiden Seiten der die Parallelinduktivitäten bildenden Rechtecke, die unter oder über der Seite eines anderen Rechteckes liegen, tragen wegen des geringen Abstandes der beeiden Ebenen und. der gleichen Abmessung der vier Rechtecke zur Induktivität nur in so geringem Maße bei, daß dieser Anteil gegenüber dem, den die beiden übrigen Seiten der Rechtecke bewirken, vernachlässigbar ist« Deshalb ist nur über oder unter dem Schichtstreifen, der den Außenrand des aus den vier Rechtecken bestehenden Gesamtrechteckes darstellt,, in einer davon isolierten dritten Schichtebene eine supraleitende Flachspule mit mehreren Windungen vorhanden. Der Koppelfaktor zwischen Flachspule und SQUID liegt wegen der genannten Induktivitätsverhältnisse nahe bei l·. Da die sich überdeckenden Seiten der Rechtecke nur vernachlässigbar zur Induktivität beitragen, ist die Verbindung zwischen den Schichten der ersten und der zweiten Ebene über die Oosephsonkontakte vorzugsweise außerhalb des Gesamtrechteckes angeordnet, ohne daß die Gleichheit der vier Parallelinduktivitä-, The object is achieved in that four parallel inductances according to the invention all have the same value that they are formed from superconducting layer strips which represent the sides of the same rectangles on a flat substrate, one side of which in each case in a first and three sides in one of them isolated second layer plane are attached, wherein there is no connection between the layer strips of the two levels at only one corner of the rectangle. The four rectangles are arranged so that each one side of a rectangle in the first layer plane is always covered isolated by an equal long opposite side of another rectangle in the second layer plane. The corners without a connection between the layer strips of the two planes lie in oer center of the overall arrangement, Here, the layer strips of the first level and the second level respectively among themselves connected in a superconducting. Between the layers of the first and those of the second level, there is an electrical connection via one or two series-connected 3osephsow contacts. The two sides of the parallel inductances forming rectangles, which are below or over the side of another rectangle, wear because of the small distance of the two-level and. The same dimension of the four rectangles to the inductance only to such a small extent that this proportion is negligible compared to that caused by the other two sides of the rectangles. Therefore, only above or below the layer strip, the outer edge of the four rectangles existing Gesamtrechteckes represents, in a third layer layer isolated therefrom a superconducting flat coil with several turns present. The coupling factor between the flat coil and the SQUID is close to 1 × because of the mentioned inductance ratios. Since the overlapping sides of the rectangles contribute only negligibly to the inductance, the connection between the layers of the first and the second level via the oosephson contacts is preferably arranged outside of the total rectangle, without the equality of the four parallel inductance

ten dadurch merkbar gestört wird. Deshalb können auch zwei oder mehrere aus je vier Rechtecken von Schichtstreifen zusammengesetzte Gesamtrechtecke mit den Schichtstreifen der ersten Ebene und den Schichtstreifen der zweiten Ebene jeweils untereinander supraleitend verbunden sein, so daß acht oder mehr gleiche Parallelinduktivitäten einen SQUID bilden. Die supraleitenden Flachspulen der einzelnen Gesamtrechtecke sind dabei so in Reihe oder parallel geschaltet, daß sich der durch die in ihnen fließenden Ströme erzeugte magnetische Fluß addiert. Vorzugsweise ist ein erstes Gesamtrechteck und ein zweites Gesamtrechteck, dessen Struktur der des ersten nach Spiegelung entspricht, mit den Schichtstreifen der ersten Ebene und den Schichtstreifen der zweiten Ebene jeweils supraleitendeverbunden. Sei dieser Anordnung bilden wieder acht gleiche Parallelinduktivitäten einen SQUID, jedoch so, daß sich die in ihnen in einem räumlich homogenen Magnetfeld induzierten Abschirmströme in den supraleitenden Verbindungen der Schichtstreifen der ersten und zweiten Ebene.gegenseitig aufheben. Damit wird eine weitgehende Unempfindlichkeit gegenüber Störmagnetfeldern erreicht. Die supraleitenden Flachspulen der beiden Gesamtrechtecke sind so in Reihe oder parallel geschaltet, daß sich der durch die in ihnen fließenden Ströme erzeugte magnetische Fluß im Raum gegenseitig aufhebt, in seiner Wirkung auf den SQUID jedoch addiert.This is noticeably disturbed. For this reason, two or more total rectangles composed of four rectangles of layer strips can also be connected to the first layer layer strips and the second layer layer strips in a superconducting manner so that eight or more identical parallel inductances form a SQUID. The superconducting flat coils of the individual overall rectangles are connected in series or in parallel so that the magnetic flux generated by the currents flowing in them added. Preferably, a first whole rectangle and a second rectangle whose structure corresponds to that of the first mirror are connected to the first-layer laminates and the second-layer laminates respectively superconducting. In this arrangement, eight equal parallel inductances again form a SQUID, but in such a way that the shielding currents induced in them in a spatially homogeneous magnetic field cancel each other out in the superconducting connections of the layer strips of the first and second planes. Thus, a substantial insensitivity to interference magnetic fields is achieved. The superconducting flat coils of the two overall rectangles are connected in series or in parallel so that the magnetic flux generated by the currents flowing in them cancel each other out in space, but added in their effect on the SQUID.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt Fig. die Anordnung eines Supraleitenden Quanteninterferenz-Detektors aus Parallelinduktivitäten mit Einkoppelflachspule. In der Anordnung besitzen vier Parallelinduktivitäten dadurch alle den gleichen Wert, daß sie gleiche Rechtecke darstellen, die aus einem .Schichtstreifen in der ersten Schichtebene 1 und drei Schichtstreifen in der zweiten Schichtebene 2 bestehen· An jeweils einer Ecke des Rechteckes besteht keine Verbindung zwischen den Schichtstreifen. Die vier Rechtecke sind so angeordnet, daß jeweils der Schichtstreifen in der ersten Schichtebene 1 immer von einem gleich langen Schichtstreifen in der zweitenThe invention will be explained in more detail below by exemplary embodiments. In the accompanying drawing, Fig. Shows the arrangement of a superconducting quantum interference detector from parallel inductors with Einkoppelflachspule. In the arrangement, four parallel inductors all have the same value in that they represent equal rectangles consisting of one layer strip in the first layer plane 1 and three layer strips in the second layer plane 2. There is no connection between the layer strips at each corner of the rectangle , The four rectangles are arranged so that in each case the layer strip in the first layer plane 1 always from an equally long layer strip in the second

Schichtebene 2, der die gegenüberliegende Seite eines anderen Rechteckes bildet, isoliert überdeckt is-t. Die Ecken ohne Verbindung zwischen den Schichtstreifen der ersten Schichtebene und den Schichtstreifen der zweiten Schichtebene 2 liegen in der Mitte der Gesamtanordnung. Hier sind die Schichtstreifen der ersten Schichtebene 1 und die Schichtstreifen der zweiten Schichtebene 2 jeweils untereinander supraleitend verbunden. Weiterhin besteht eine Verbindung zwischen den Streifen der beiden Schichtebenen über zwei in Reihe geschaltete Oosephsonkontakte 3. Diese Verbindung über die 3osephsonkontakte 3 befindet sich am Rande des aus den die vier Parallelinduktivitäten bildenden, Rechtecken zusammengesetzten Gesamtrechteckes. Ober den Schichtstreifen der zweiten Schichtebene 2, die den Außenrand des Gesamtrechteckes bilden, ist in einer davon isolierten dritten Schichtebene eine supraleitende Flachspule 4 mit mehreren Windungen vorhanden. Der Strom, der in die Flachspule 4 eingespeist wird,.erzeugt in den vier Parallelinduktivitäten gleich gerichteten magnetischen FIuS, so daß sich wegen des gleichen Windungssinns der vier Rechtecke im SQUID ein resultierender magnetischer Fluß ergibt, der auf Grund der Parallelschaltung der vier gleichen. Induktivitäten dem magnetischen Fluß in einem Rechteck entspricht .. Äußere Magnetfelder erzeugen wegen des gleichen Windungssinns' der vier Parallelinduktivitäten ebenfalls einen resultierenden magnetischen FIuS, der die SQUID-Funktion stört« Deshalb kann das beschriebene Element nur in einer supraleitenden Magnetfeldabschirmung betrieben werden.Layer 2, which forms the opposite side of another rectangle, isolated is-t. The corners without connection between the layer strips of the first layer plane and the layer strips of the second layer plane 2 lie in the middle of the overall arrangement. Here, the layer strips of the first layer plane 1 and the layer strips of the second layer plane 2 are each connected to one another superconducting. Furthermore, there is a connection between the strips of the two layer planes via two Oosephsonkontakte connected in series 3. This connection via the 3osephsonkontakte 3 is located on the edge of the four parallel inductances forming rectangles composed Gesamtrechteckes. Above the layer strips of the second layer plane 2, which form the outer edge of the overall rectangle, a superconducting flat coil 4 with several turns is present in a third layer plane insulated therefrom. The current which is fed into the flat coil 4 generates in the four parallel inductances the same directional magnetic flux, so that, because of the same winding sense of the four squares in the SQUID, a resulting magnetic flux results due to the parallel connection of the four same. Due to the same winding sense of the four parallel inductors, external magnetic fields also produce a resulting magnetic flux disturbing the SQUID function. Therefore, the described element can only be operated in a superconductive magnetic field shield.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel wird ein Gesamtrechteck, bestehend aus vier Parallelinduktivitäten, wie es in Fig. 1 gezeigt wird, mit einem zweiten Gesamtrechteck, das aus dem dargestellten durch Spiegelung hervorgeht, so zusammengeschaltet, daß' sich die Spiegelebene an der Stelle der beiden üosephsonkontakte 3 befindet. Die beiden Gesamtrechtecke haben so entgegengesetzten Windungssinn der Parallelinduktivitäten· Damit ergeben äußere Magnetfelder keinen resultierenden Fluß im SQUID, womit eine hohe Störsicherheit der SQUID-Funktion gegeben ist. Die beiden supraleitenden Flachspulen der verbundenen Gesamtrechtecke sind dabei so hintereinandergeschaltet, daß sich ent-In a second embodiment, a total rectangle, consisting of four parallel inductors, as shown in Fig. 1, with a second total rectangle, which emerges from the illustrated by reflection, so interconnected, that 'the mirror plane at the location of the two Üsephsonkontakte. 3 located. The two overall rectangles thus have the opposite sense of winding of the parallel inductors. Thus, external magnetic fields do not result in a resulting flux in the SQUID, which results in a high level of interference immunity of the SQUID function. The two superconducting flat coils of the connected overall rectangles are connected in series so that

sprechend ihrem Windungssinn und dem Windungssinn der Parallelinduktivitäten ein resultierender magnetischer Fluß im SQUID bei StromdurchfIuS ergibt.According to their sense of winding and the winding sense of the parallel inductances, a resulting magnetic flux in the SQUID at StromdurchfIuS results.

Claims

- 8 claim for invention

1. A superconducting quantum interference detector comprising a plurality of parallel inductor inductor inductors, characterized in that four parallel inductors all have the same flux as formed by superconductive laminations which on a planar substrate represent the sides of equal rectangles, one side in each a first and three sides are mounted in a second layer plane isolated therefrom, wherein there is no connection between the layer strips of the two planes at only one corner of the rectangle and the four rectangles are arranged so that each one side of a rectangle in the first layer plane is always covered isolated from an equal long opposite side of another rectangle in the second layer plane and the corners lie without connection between the layer strips of the two levels in the middle of the Gesaratanordnung and here the layer strips of the first level and Layer strips of the second level are each superconductively connected to each other and between the layer strips of the first and the second level, an electrical connection via one or two Oosephsonkontakte connected in series ,, and that above or below the layer strip, which is the outer edge of the existing of the four rectangles Gesamtrechteckes represent, in a third layer layer isolated therefrom a superconducting flat coil with several turns is present.

2. Superconducting quantum interference detector according to item 1, characterized in that the electrical connection between the layer strips of the first and the second level via one or two series-connected Oosephsonkontakte outside the Gesamtrechteckes is arranged.

3. Superconducting quantum interference detector according to item 2, characterized in that two or more of the same four rectangles composed of layer strips total rectangles with the layer strips of the first and second levels are each interconnected superconducting and that the

superconducting flat coils are connected in series or in parallel so that the magnetic fluxes generated by the currents flowing in them add up.

4. Superconducting Ouanteninterferenz detector according to item 2, characterized in that a first Gesamt rectangle and a second Gesamt rectangle, whose structure corresponds to that of the first after mirroring, each with the layer strips of the first and second plane is superconductively connected, so that in a spatially homogeneous magnetic field induced Abschirmströme in the superconducting compounds of the layer strips of the first and second level cancel, and that the superconducting flat coils are connected in series or in parallel, that offset by the currents flowing in them generated magnetic fluxes in space cancel each other.

5. Superconducting Ouanteninterferenz detector according to item 3 or 4, characterized in that for adjusting different-Ii6her inductances of the SOUIDs above or below the outer edges of the total rectangles forming layer strips isolated from these and from the superconducting flat coils in a four-th layer plane Rectangles closed superconducting layer strips of different width are.