JP2005535134A - 超電導量子干渉装置 - Google Patents
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Abstract
Description
共通の可撓性基板上に少なくとも1つの超電導ピックアップ・ループを形成する段階と、
少なくとも1つの超電導ピックアップ・ループが異なった配向の磁界を検出するよう動作可能であるように、非平面形態に共通の可撓性基板を位置付ける段階と、
を含む方法が提供される。
可撓性の多結晶基板を提供する段階と、
該可撓性の多結晶基板を覆って、双軸方向に配列されたバッファ層を形成する段階と、
該双軸方向に配列されたバッファ層上に少なくとも1つの超電導成分を形成する段階と、を含む方法が提供される。
ピックアップ・ループ;
接地平面;
ストリップライン・コネクタ;
導波路;
フラックス転換体;
ジョフセソン接合;及び
SQUID
の1つまたは2つ以上を備え得る。
第1の公称平面を定義し、かつ該第1の公称平面内に実質的に存する第1のピックアップ・ループと、
第2の公称平面を定義し、かつ該第2の公称平面内に実質的に存する第2のピックアップ・ループと、
を備え、第1のピックアップ・ループ及び第2のピックアップ・ループは、共通の可撓性基板上に形成され、第1の公称平面及び第2の公称平面は、実質的に平行であり、そして第1の公称平面及び第2の公称平面は、第1のピックアップ・ループ及び第2のピックアップ・ループが、背景磁界から局部磁界を識別するために動作するのを許容するよう、充分に離間されている超電導グラジオメータが提供される。
単一の公称平面内に実質的に位置付けられる共通の可撓性基板上に第1のピックアップ・ループ及び第2のピックアップ・ループを形成する段階と、
第1の公称平面に実質的に第1のピックアップ・ループを位置付け、第2の公称平面に実質的に第2のピックアップ・ループを位置付けるよう、可撓性基板を引き続き変形する段階と、
を含み、第1の公称平面及び第2の公称平面は、実質的に平行であり、第1のピックアップ・ループ及び第2のピックアップ・ループが、背景磁界から局部磁界を識別するように動作するのを許容するよう充分に離間されている方法が提供される。
可撓性基板上にフラックス転換体を形成する段階と、
該フラックス転換体に対してSQUIDをサンドイッチ状に装着する段階と、
の追加の段階を含み得る。
可撓性基板上に段状のエッジを形成する段階と、
可撓性基板上に、前記段状エッジを覆って形成されるジョセフソン接合を有するSQUIDを形成する段階と、
の追加の段階を含み得る。
前記ピックアップ・ループの形成に先立って可撓性基板上にバッファ層を形成する段階と、及び/または
第1及び第2のピックアップ・ループ上に保護膜を形成する段階と、
の追加の段階を含み得る。
− 勾配磁界及び磁界の本当の値であり、
− 均一磁界の大いに高められた共通モード拒絶であり、
− SQUID動作の状態の実時間情報であり、
− 3つの軸方向グラジオメータが直角近辺でまたは直交するように装着される場合、結合して、それらは、一次勾配テンソルの5つの独特の成分の全て及び全磁界の3つの成分を提供し、
− これらの改善は、柔軟なもしくは可撓性のテープのピックアップ・ループの物理的な配列によって通常達成される完全な平衡を得る必要なく達成され得る。
フラックス転換体の二次ループ及び磁気計間の相互インダクタンス
11・・・可撓性のハステロイ・テープ
12・・・第1のピックアップ・ループ
13・・・第2のピックアップ・ループ
14・・・ストリップライン・コネクタ
15・・・フラックス転換体
20・・・磁界検出素子
21・・・第1のピックアップ・ループ
22・・・フラックス転換体
23・・・第2のピックアップ・ループ
24・・・トラック
25・・・セラフレックス(Ceraflex)・テープ
30・・・磁界検出素子
31・・・第1のピックアップ・ループ
32・・・フラックス転換体
33・・・第2のピックアップ・ループ
40・・・HTSグラジオメータ
42・・・第1のピックアップ・ループ
44・・・第2のピックアップ・ループ
46・・・フラックス転換体
48・・・ストリップ導体/コネクタ
50・・・ストリップ導体/コネクタ
52・・・可撓性のハステロイ・テープ
54・・・ピックアップ・ループ
56・・・超電導接地面
Claims (60)
- 共通の可撓性基板上に形成された少なくとも1つの超電導ピックアップ・ループを備え、共通の可撓性基板は、非平面位置にあり、それにより、少なくとも1つの超電導ピックアップ・ループは、異なった配向の磁界を検出するように動作可能である超電導磁界検出素子。
- 共通の可撓性基板は、部分的に第1の平面内に延び、部分的に、第1の平面と実質的に直角の第2の平面内に延び、それにより、少なくとも1つの超電導ピックアップ・ループは、第1の平面及び第2の平面の双方に位置付けられる請求項1に記載の超電導磁界検出素子。
- 共通の可撓性基板は、少なくとも1つの超電導ピックアップ・ループが、公称焦点の回りの所定の角度に対する弧を描くように位置付けられる請求項1に記載の超電導磁界検出素子。
- 共通の可撓性基板上に形成された複数個の超電導ピックアップ・ループを備え、共通の可撓性基板は非平面位置にあり、それにより、複数個の超電導ピックアップ・ループは、異なった配向の磁界を検出するように動作可能である超電導磁界検出素子。
- 共通の可撓性基板は、別のピックアップ・ループが位置付けられているどの平面とも同平面でない独特の平面内に、複数個のピックアップ・ループの各々を位置付けるように配列されている請求項4に記載の超電導磁界検出素子。
- 第1の平面内に位置付けられた第1の超電導ピックアップ・ループと、該第1の平面と実質的に直角の第2の平面内に位置付けられた第2の超電導ピックアップ・ループとを備えた請求項5に記載の超電導磁界検出素子。
- 第1の平面内に位置付けられた第1の超電導ピックアップ・ループと、該第1の平面と実質的に平行でそれから離間された第2の平面内に位置付けられた第2の超電導ピックアップ・ループとを備えた請求項5に記載の超電導磁界検出素子。
- 第1の平面内に位置付けられた第1の超電導ピックアップ・ループと、第2の平面内に位置付けられた第2の超電導ピックアップ・ループとを備え、第1の超電導ピックアップ・ループ及び第2の超電導ピックアップ・ループは、公称焦点の回りの所定の角度に対する、共通の可撓性基板に沿った弧を描く請求項5に記載の超電導磁界検出素子。
- 共通の可撓性基板は、ハステロイ・テープを備える請求項1または6乃至8のいずれかに記載の超電導磁界検出素子。
- ハステロイ・テープは、50μmと200μmとの間の厚さを有する請求項9に記載の超電導磁界検出素子。
- 共通の可撓性基板は、部分的にもしくは全体的にCeraflexのような安定化ジルコニアの基板を備える請求項1または6乃至8のいずれかに記載の超電導磁界検出素子。
- 少なくとも1つの超電導ピックアップ・ループが形成されるかまたは複数個の超電導ピックアップ・ループが形成される超電導材料の双軸配列を改善するために、イットリア安定化ジルコニア(YSZ)のような双軸的に整列されたバッファ層が、共通の可撓性基板を覆って形成される請求項9乃至11のいずれかに記載の超電導磁界検出素子。
- バッファ層は、イオン・ビーム・アシスト蒸着によって沈積される請求項12に記載の超電導磁界検出素子。
- バッファ層は、重複イオン・ビーム・アシスト蒸着により沈積される請求項12に記載の超電導磁界検出素子。
- YBCOのような超電導材料層がバッファ層を覆って形成される請求項12乃至14のいずれかに記載の超電導磁界検出素子。
- 少なくとも1つのまたは多数のピックアップ・ループを通して通過する磁界の結果として少なくとも1つのまたは多数のピックアップ・ループ内に誘起される電流を検出するためのSQUIDをさらに備えた請求項1または4に記載の超電導磁界検出素子。
- SQUIDは、共通の可撓性基板上に形成される請求項16に記載の超電導磁界検出素子。
- SQUIDは、共通の可撓性基板上に形成されるフラックス転換体を介して少なくとも1つまたは多数のピックアップ・ループに磁気的に結合される請求項16に記載の超電導磁界検出素子。
- SQUIDは、フラックス転換体及びSQUID間の結合を許容するよう位置付けられる請求項18に記載の超電導磁界検出素子。
- SQUIDは、フラックス転換体に対して装着される請求項19に記載の超電導磁界検出素子。
- 共通の可撓性基板の最小曲率またはねじれが、超電導磁界検出素子に対する損傷を避けるように制御される請求項1または4に記載の超電導磁界検出素子。
- 共通の可撓性基板は、超電導ピックアップ・ループのような回路素子を第3の平面内に提供するようにねじられる請求項6乃至8のいずれかに記載の超電導磁界検出素子。
- 磁界を検出するための超電導デバイスの素子を形成する方法であって、
共通の可撓性基板上に少なくとも1つの超電導ピックアップ・ループを形成する段階と、
少なくとも1つの超電導ピックアップ・ループが異なった配向の磁界を検出するよう動作可能であるように、非平面形態に共通の可撓性基板を位置付ける段階と、
を含む方法。 - 少なくとも1つの超電導ピックアップ・ループが第1の平面及び第2の平面の双方に位置付けられるように、第1の平面内に共通の可撓性基板を部分的に延長し、かつ第1の平面と実質的に直角の第2の平面内に共通の可撓性基板を部分的に延長する段階をさらに含む請求項23に記載の方法。
- 少なくとも1つの超電導ピックアップ・ループが、公称焦点の回りの所定の角度に対する弧を描くように、共通の可撓性基板を位置付ける段階をさらに含む請求項23に記載の方法。
- 磁界を検出するための超電導デバイスの素子を形成する方法であって、
共通の可撓性基板上に複数個の超電導ピックアップ・ループを形成する段階と、
複数個の超電導ピックアップ・ループが異なった配向の磁界を検出するよう動作可能であるように、非平面形態に共通の可撓性基板を位置付ける段階と、
を含む方法。 - 別のピックアップ・ループが位置付けられているどの平面とも同平面でない独特の平面内に、複数個のピックアップ・ループの各々を位置付けるように、共通の可撓性基板を配列する段階をさらに含む請求項26に記載の方法。
- 第1の平面内に第1の超電導ピックアップ・ループを位置付け、該第1の平面と実質的に直角の第2の平面内に第2の超電導ピックアップ・ループを位置付ける段階をさらに含む請求項27に記載の方法。
- 第1の平面内に第1の超電導ピックアップ・ループを位置付け、該第1の平面と実質的に平行でかつそれから離間された第2の平面内に第2の超電導ピックアップ・ループを位置付ける段階をさらに含む請求項27に記載の方法。
- 第1の超電導ピックアップ・ループ及び第2の超電導ピックアップ・ループが、公称焦点の回りの所定の角度に対する、共通の可撓性基板に沿った弧を描くように、第1の平面内に第1の超電導ピックアップ・ループを位置付け、第2の平面内に第2の超電導ピックアップ・ループを位置付ける段階をさらに含む請求項27に記載の方法。
- 少なくとも1つのまたは多数のピックアップ・ループを通して通過する磁界の結果として、少なくとも1つのまたは多数のピックアップ・ループ内に誘起される電流を検出する段階をさらに含む請求項23または26に記載の方法。
- 可撓性の多結晶基板と、
双軸方向に配列されたバッファ層と、
該双軸方向に配列されたバッファ層を覆って形成される少なくとも1つの超電導成分と、
を備えた可撓性の超電導デバイス。 - 超電導デバイスの以下の非制限リスト:
ピックアップ・ループ;
接地平面;
ストリップライン・コネクタ;
導波路;
フラックス転換体;
ジョフセソン接合;及び
SQUID
の1つまたは2つ以上をさらに備える請求項32に記載の可撓性の超電導デバイス。 - 可撓性の超電導デバイスを形成する方法であって、
可撓性の多結晶基板を提供する段階と、
該可撓性の多結晶基板を覆って、双軸方向に配列されたバッファ層を形成する段階と、
該双軸方向に配列されたバッファ層上に少なくとも1つの超電導成分を形成する段階と、
を含む方法。 - 可撓性の超電導デバイスは、超電導デバイスの以下の非制限リスト:
ピックアップ・ループ;
接地平面;
ストリップライン・コネクタ;
導波路;
フラックス転換体;
ジョフセソン接合;及び
SQUID
の1つまたは2つ以上を備える請求項33に記載の方法。 - 第1の公称平面を定義し、かつ該第1の公称平面内に実質的に存する第1のピックアップ・ループと、
第2の公称平面を定義し、かつ該第2の公称平面内に実質的に存する第2のピックアップ・ループと、
を備え、第1のピックアップ・ループ及び第2のピックアップ・ループは、共通の可撓性基板上に形成され、第1の公称平面及び第2の公称平面は、実質的に平行であり、そして第1の公称平面及び第2の公称平面は、第1のピックアップ・ループ及び第2のピックアップ・ループが、背景磁界から局部磁界を識別するために動作するのを許容するよう、充分に離間されている超電導グラジオメータ。 - 共通の可撓性基板上にパターン化された超電導フラックス転換体のピックアップ・ループ構造を使用することにより履行され、軸方向にある請求項36に記載の超電導グラジオメータ。
- フラックス転換体は、第1または第2のピックアップ・ループを通して通過する磁界の結果として第1または第2のピックアップ・ループのいずれか内に誘起される電流を検出するための検出手段に誘導的に結合される請求項37に記載の超電導グラジオメータ。
- 検出手段は、SQUID磁気計である請求項38に記載の超電導グラジオメータ。
- フラックス転換体は、該フランクス転換体に近接して配置されたSQUIDに検出されたフラックスを結合するために、第1及び第2のピックアップ・ループ間に位置付けられる請求項39に記載の超電導グラジオメータ。
- 第1及び第2のピックアップ・ループの各々をフラックス転換体に接続する可撓性のストリップライン導体をさらに備える請求項40に記載の超電導グラジオメータ。
- SQUIDは、フラックス転換体に対して装着される請求項41に記載の超電導グラジオメータ。
- SQUIDは、フリップチップ配列でフラックス転換体に対してサンドイッチ状に装着される請求項42に記載の超電導グラジオメータ。
- SQUIDは、ジョセフソン接合の形成によって共通の可撓性基板上に形成される請求項41に記載の超電導グラジオメータ。
- ジョセフソン接合は、基板にエッチングされた段状エッジ上に形成される請求項44に記載の超電導グラジオメータ。
- イットリア安定化ジルコニア(YSZ)のような双軸方向に配列されたバッファ層が、第1及び第2のピックアップ・ループが形成される超電導材料の双軸方向配列を改善するために、共通の可撓性基板を覆って形成される請求項36乃至45のいずれかに記載の超電導グラジオメータ。
- YBCOのような超電導材料層がバッファ層を覆って形成される請求項46に記載の超電導グラジオメータ。
- 保護層が超電導材料層を覆って与えられる請求項47に記載の超電導グラジオメータ。
- フラックス転換体は、超電導材料層を覆って回路をパターン化することによって形成される請求項47または48に記載の超電導グラジオメータ。
- 可撓性の超電導テープの追加の長さが、接地平面を形成するストリップライン導体の各々を覆う請求項41に記載の超電導グラジオメータ。
- 共通の可撓性基板は、ハステロイから作られる可撓性テープを備える請求項36乃至50のいずれかに記載の超電導グラジオメータ。
- 共通の可撓性基板は、Ceraflexテープを備える請求項36乃至50のいずれかに記載の超電導グラジオメータ。
- 超電導グラジオメータを製造する方法であって、
単一の公称平面内に実質的に位置付けられる共通の可撓性基板上に第1のピックアップ・ループ及び第2のピックアップ・ループを形成する段階と、
第1の公称平面に実質的に第1のピックアップ・ループを位置付け、第2の公称平面に実質的に第2のピックアップ・ループを位置付けるよう、可撓性基板を引き続き変形する段階と、
を含み、第1の公称平面及び第2の公称平面は、実質的に平行であり、第1のピックアップ・ループ及び第2のピックアップ・ループが、背景磁界から局部磁界を識別するように動作するのを許容するよう充分に離間されている方法。 - 可撓性基板上にフラックス転換体を形成する段階と、
該フラックス転換体に対してSQUIDをサンドイッチ状に装着する段階と、
をさらに含む請求項53に記載の方法。 - フラックス転換体を形成し、第1及び第2のピックアップ・ループを形成する段階は、同時に行なわれる請求項54に記載の方法。
- 可撓性基板上に段状のエッジを形成する段階と、
可撓性基板上に、前記段状エッジを覆って形成されるジョセフソン接合を有するSQUIDを形成する段階と、
をさらに含む請求項53に記載の方法。 - 前記ピックアップ・ループの形成に先立って可撓性基板上にバッファ層を形成する段階と、
第1及び第2のピックアップ・ループ上に保護膜を形成する段階と、
をさらに含む請求項54または56に記載の方法。 - 第1及び第2のピックアップ・ループは、バッファ層を覆って超電導層の部分として形成される請求項57に記載の方法。
- バッファ層は、超電導層における超電導材料の双軸方向の成長を促進するための、及び共通の可撓性基板から第1及び第2のピックアップ・ループを隔離するための双軸方向に配列されたYSZである請求項58に記載の方法。
- 超電導層は、50nmと500nmとの間の厚さを有する請求項58または59に記載の方法。
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