一阶梯度串联型SQUID电流传感器阵列及制备方法与流程

技术特征：
1.一种一阶梯度串联型squid电流传感器阵列，其特征在于，包括：多个环路电极，每个所述环路电极具有第一端与第二端；输入线圈，设置于所述多个环路电极的表面，且所述输入线圈与所述多个环路电极绝缘设置；反馈线圈，与所述输入线圈间隔设置，且所述反馈线圈围绕所述多个环路电极设置；所述输入线圈用于输入超导转变边缘探测器信号，所述反馈线圈用于磁通锁定；多个第一约瑟夫森结构，每个所述第一约瑟夫森结构的第一超导薄膜结构设置于每个所述环路电极的第一端；多个第二约瑟夫森结构，每个所述第二约瑟夫森结构的第一超导薄膜结构设置于每个所述环路电极的第二端；多个正极连接结构，每个所述正极连接结构与每个所述环路电极的第二端连接；多个负极连接结构，每个所述负极连接结构分别与所述第一约瑟夫森结构的第二超导薄膜结构和所述第二约瑟夫森结构的第二超导薄膜结构连接；一个所述环路电极对应的所述负极连接结构与相邻一个所述环路电极对应的所述正极连接结构连接。2.根据权利要求1所述的一阶梯度串联型squid电流传感器阵列，其特征在于，每个所述环路电极包括：第一环路电极；第二环路电极，与所述第一环路电极首尾依次连接，形成所述环路电极；所述第二环路电极具有所述第一端与所述第二端。3.根据权利要求1所述的一阶梯度串联型squid电流传感器阵列，其特征在于，每个所述环路电极包括第一曲线结构、第二曲线结构以及第三曲线结构；所述第二曲线结构设置于所述第一曲线结构与所述第三曲线结构之间；所述第一曲线结构的第一端与所述第二曲线结构的第一端连接，所述第一曲线结构的第二端与所述第三曲线结构的第一端连接；所述第二曲线结构的第二端为所述环路电极的第一端，所述第三曲线结构的第二端为所述环路电极的第二端。4.根据权利要求3所述的一阶梯度串联型squid电流传感器阵列，其特征在于，通过第一端口连接结构将所述第一曲线结构的第二端与所述第三曲线结构的第一端连接；且所述第一端口连接结构设置于所述第一曲线结构表面、所述第二曲线结构表面以及所述第三曲线结构表面，所述第一端口连接结构与所述第二曲线结构之间绝缘设置。5.根据权利要求3所述的一阶梯度串联型squid电流传感器阵列，其特征在于，通过第二端口连接结构将所述第一曲线结构的第一端与所述第二曲线结构的第一端连接。6.根据权利要求2所述的一阶梯度串联型squid电流传感器阵列，其特征在于，所述输入线圈包括：第一输入环路，与多个所述第一环路电极绝缘设置；第二输入环路，与多个所述第二环路电极绝缘设置；所述第一输入环路与所述第二输入环路首尾依次连接，形成所述输入线圈。7.根据权利要求6所述的一阶梯度串联型squid电流传感器阵列，其特征在于，所述反
馈线圈包括：第一反馈环路，围绕多个所述第一输入环路设置；第二反馈环路，围绕多个所述第二输入环路设置；所述第一反馈环路与所述第二反馈环路首尾依次连接，形成所述反馈线圈。8.根据权利要求1所述的一阶梯度串联型squid电流传感器阵列，其特征在于，所述一阶梯度串联型squid电流传感器阵列还包括：多个第一终端电阻，每个所述第一终端电阻与每个所述第一约瑟夫森结构并联连接。9.根据权利要求1所述的一阶梯度串联型squid电流传感器阵列，其特征在于，所述一阶梯度串联型squid电流传感器阵列还包括：多个第二终端电阻，每个所述第二终端电阻与每个所述第二约瑟夫森结构并联连接。10.一种一阶梯度串联型squid电流传感器阵列的制备方法，其特征在于，包括：提供基底，于所述基底表面制备二氧化硅薄膜；于所述二氧化硅薄膜远离所述基底的表面依次制备第一超导薄膜层、第一绝缘层以及第二超导薄膜层；将所述第二层超导薄膜刻蚀至所述第一绝缘层，形成多个第二超导薄膜结构；将所述第一绝缘层刻蚀至所述第一层超导薄膜，形成多个第一绝缘结构，每个所述第一绝缘结构将每个所述第二超导薄膜结构覆盖；将所述第一超导薄膜层刻蚀至所述二氧化硅薄膜，形成多个环路电极与多个第一超导薄膜结构；于多个所述二氧化硅薄膜的表面、多个所述环路电极的表面、多个所述第一绝缘结构的表面以及多个所述第二超导薄膜结构的表面制备第二绝缘层；对所述第二绝缘层进行刻蚀，分别刻蚀至多个所述第一超导薄膜结构与多个所述第二超导薄膜结构，形成多个连接通孔与多个第二绝缘结构；于多个所述连接通孔之间的多个所述第二绝缘结构表面制备终端电阻；于多个所述连接通孔与多个所述第二绝缘结构表面沉积引线超导薄膜层；对所述引线超导薄膜层进行刻蚀，刻蚀至多个所述第二绝缘结构，形成输入线圈、反馈线圈以及连接结构。

技术总结
本申请涉及一种一阶梯度串联型SQUID电流传感器阵列及制备方法。一个第一环路电极、一个第一约瑟夫森结构与一个第二约瑟夫森结构形成的SQUID环路。通过负极连接结构与正极连接结构连接相邻的两个SQUID环路，形成SQUID阵列。通过环路电极将第一约瑟夫森结构与第二约瑟夫森结构连接，使得SQUID环路中形成串联电感结构。因此，通过一阶梯度串联型SQUID电流传感器阵列，采用一阶梯度简单结构，耦合结构简单，有效抵消外界磁场干扰。SQUID环路与输入线圈和反馈线圈的耦合方式均采用上下重叠耦合方式，且SQUID环路通过串联电感的方式，增大了与输入线圈和反馈线圈的耦合面积。与输入线圈和反馈线圈的耦合面积。与输入线圈和反馈线圈的耦合面积。


技术研发人员：徐达 李劲劲 钟青 王雪深
受保护的技术使用者：中国计量科学研究院
技术研发日：2022.07.29
技术公布日：2022/11/29