Квантовая интерференция сквиды

Т.е поместить доп. катушку в контур, на которую подать компенсирующий

сигнал. Этот сигнал будет компенсировать изменение измеряемого внешнего потока Фе

связь – мостик

де Лозанн, Бисли)

K получить для ВТСП СКВИДа такое же отношение сигнал/шум как

для гелиевых СКВИДов из обычных сверхпроводников, надо Ic увеличить в Т/TN≈20 раз.
Действительно, безразмерный параметр (отношение Джозефсоновской энергии к тепловой) γ=ħIc/2ekT должен быть >>1. Тогда СКВИД будет работать нормально.
EJ=ħIc/2e-Джозефсоновская энергия связи перехода, kT-тепловая энергия.
Надо сохранить отношение Ic/T≈Const при изменении температуры от 4.2 К до 78 К.
2) Но для оптимальной работы надо иметь
βс=2IcLs/Фо≈1.
Т.е. индуктивность СКВИДа Ls надо уменьшить в те же 20 раз. Это проблема.

считаются криттоки, при которых Vc=IcRN=0.5 мВ (или частота ωс=1.5·1012 Гц).

В BaKBiO достигнуто Vc=3.5 мВ. В особых случаях в ВТСП – 10 мВ (ωс=3·1013 Гц). Теория предсказывает 20-30 мВ.
Современный рекорд Vc=10 мВ получен на переходе из Bi-2223 (Bi2Sr2Ca2Cu3Ox) с барьером из Bi-2278 (который является диэлектриком, но имеет ту же решетку).
ВТСП СКВИД-магнитометр фирмы Conductus (США) на чипе 2х2 см2 (бикристалл SrTiO3). Разрешение примерно равно 10 фТл/Гц1/2, Vc=130 мкВ, RN=13 Ом. Размах сигнальной характеристики ΔV=60 мкВ.

СКВИД

подавление сверхпроводимости с помощью облучения через маску энергичными частицами (ионами,

Е≥1 МэВ)

На рисунке ВТСП пленка облучена всюду (серый цвет), кроме кольца СКВИДа и мостиков

на бикристалле)
Бикристалл – это два сваренных кристалла с разным направлением

кристаллических осей (угол Θ). Критток в пленке, осажденной на бикристалл, и другие свойства зависят от Θ (критток падает при росте Θ).

переход)

в качестве изолятора используется пленка PrBa2Cu3O7 (см. рис.), то получают

очень высокие значения Vc=IcRN (8 мВ и более, при Т=4.2 К)

из ВТСП

частот):




Для: L=10-9 Гн – индуктивность кольца,
R=2 Ома – сопротивление в N-состоянии,
Δf=1

Гц – полоса частот,
δФ/Ф=5⋅10-6 (для Т=4.2 К)

шума в СКВИДе, приходящейся на полосу частот Δf=1 Гц.
 Для ε

теория дает (результат несколько зависит от условий и параметров):
εmin~ ћ/2 ≈ 0.1h
Это просто соотношение неопределенности:
ΔE⋅Δτ ≥ ћ/2 Δτ ≈ 1/Δf = 1 Гц-1, т.е. ΔE/Δf = ε
Это уже квантовый шум.
 
Современный рекорд (Ван Харлингер и др.):
ε* = ε-εf ≈ 0.3h (T=3.4 K)
Здесь ε – экспериментальная энергетическая чувствительность (т.е. мерится именно ε), εf=5⋅104⋅h/f – их энергетическая чувствительность, определяемая шумом 1/f