[发明专利]二阶梯度重叠耦合型SQUID电流传感器以及制备方法

权利要求书

1.一种二阶梯度重叠耦合型SQUID电流传感器，其特征在于，包括：

第一环路电极；

输入环路，设置于所述第一环路电极表面，所述输入环路与所述第一环路电极之间绝缘设置；

所述输入环路用于输入超导转变边缘探测器信号；以及

反馈线圈，与所述输入环路间隔设置于所述第一环路电极的表面，所述反馈线圈与所述第一环路电极绝缘设置，所述反馈线圈用于磁通锁定。

2.根据权利要求1所述的二阶梯度重叠耦合型SQUID电流传感器，其特征在于，所述二阶梯度重叠耦合型SQUID电流传感器还包括第二环路电极、第三环路电极以及第四环路电极，所述第一环路电极、所述第二环路电极、所述第三环路电极以及所述第四环路电极沿顺时针方向依次设置；

所述第二环路电极相对于所述第一环路电极旋转90°；

所述第三环路电极相对于所述第一环路电极旋转180°；

所述第四环路电极相对于所述第一环路电极旋转270°。

3.根据权利要求2所述的二阶梯度重叠耦合型SQUID电流传感器，其特征在于，

所述第一环路电极的第一端与所述第二环路电极的第一端通过第一连接结构连接；

所述第一环路电极的第二端与所述第二环路电极的第二端通过第二连接结构连接；

所述第三环路电极的第一端与所述第四环路电极的第一端通过第三连接结构连接；

所述第三环路电极的第二端与所述第四环路电极的第二端通过第四连接结构连接。

4.根据权利要求3所述的二阶梯度重叠耦合型SQUID电流传感器，其特征在于，所述二阶梯度重叠耦合型SQUID电流传感器包括：

第一约瑟夫森结结构，通过第五连接结构分别与所述第一连接结构和所述第四连接结构连接；

第二约瑟夫森结结构通过第六连接结构分别与所述第二连接结构和所述第三连接结构连接。

5.根据权利要求4所述的二阶梯度重叠耦合型SQUID电流传感器，其特征在于，所述第一约瑟夫森结结构与所述第二约瑟夫森结结构间隔设置于所述第一环路电极、所述第二环路电极、所述第三环路电极以及所述第四环路电极形成的几何中心位置。

6.根据权利要求2所述的二阶梯度重叠耦合型SQUID电流传感器，其特征在于，所述反馈线圈靠近所述第一环路电极远离对称点的边缘设置；

所述反馈线圈靠近所述第二环路电极接近所述对称点的边缘设置；

所述反馈线圈靠近所述第三环路电极远离所述对称点的边缘设置；

所述反馈线圈靠近所述第四环路电极接近所述对称点的边缘设置。

7.根据权利要求2所述的二阶梯度重叠耦合型SQUID电流传感器，其特征在于，所述输入环路包括：

第一输入环路；

第二输入环路，所述第二输入环路的半径大于所述第一输入环路的半径；

第三输入环路(330)，所述第三输入环路的半径大于所述第二输入环路的半径。

8.根据权利要求7所述的二阶梯度重叠耦合型SQUID电流传感器，其特征在于，所述反馈线圈与所述第三输入环路将所述第一环路电极包围设置。

9.根据权利要求8所述的二阶梯度重叠耦合型SQUID电流传感器，其特征在于，所述第一输入环路、所述第二输入环路以及所述第三输入环路依次首尾连接形成第一输入结构；

所述二阶梯度重叠耦合型SQUID电流传感器包括多个依次首尾连接的所述第一输入结构，每个所述第一输入结构分别设置于所述第一环路电极的表面、所述第二环路电极的表面、所述第三环路电极的表面以及所述第四环路电极的表面。

10.一种二阶梯度重叠耦合型SQUID电流传感器的制备方法，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；

对所述第二层超导薄膜进行刻蚀，刻蚀至所述第一绝缘层，形成第二超导薄膜结构；

对所述第一绝缘层进行刻蚀，刻蚀至所述第一层超导薄膜，形成第一绝缘结构，所述第一绝缘结构将所述第二超导薄膜结构覆盖；

对所述第一超导薄膜层进行刻蚀，刻蚀至所述二氧化硅薄膜，形成环路电极与第一超导薄膜结构；

于所述二氧化硅薄膜的表面、多个不同半径的所述环路电极的表面、所述第一绝缘结构的表面以及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，分别刻蚀至所述环路电极与所述第二超导薄膜结构，形成多个连接通孔与第二绝缘结构；

于多个所述连接通孔之间的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，刻蚀至所述第二绝缘结构，形成反馈线圈、输入线圈以及连接结构。