全张量磁场梯度测量组件及制备方法技术

本发明专利技术提供一种全张量磁场梯度测量组件及制备方法，至少包括：衬底、制备在所述衬底上的第一SQUID器件、第二SQUID器件、第三SQUID器件、第四SQUID器件、第五SQUID器件以及第一梯度线圈、第二梯度线圈、第三梯度线圈、第四梯度线圈、第五梯度线圈，其中，所述第一梯度线圈与所述第一SQUID器件用于测量Gxx磁场梯度分量；所述第二梯度线圈与所述第二SQUID器件用于测量Gyy磁场梯度分量；所述第三梯度线圈与所述第三SQUID器件用于测量Gyx磁场梯度分量；所述第四梯度线圈与所述第四SQUID器件用于测量Gzx磁场梯度分量；所述第五梯度线圈与所述第五SQUID器件用于测量Gzy磁场梯度分量。本发明专利技术在同一衬底上制备5个SQUID器件，且每个SQUID器件探测1个分量，减小了组件体积和安装难度，降低制备成本。

【技术实现步骤摘要】
全张量磁场梯度测量组件及制备方法
本专利技术属于超导电子学
，特别是涉及一种全张量磁场梯度测量组件及制备方法。
技术介绍
测量地球磁场异常可以确定含磁性矿产对象的空间位置和形状﹐从而推断区域地质构造﹑矿产分布等。在对地球磁场异常探测研究中，利用磁传感器测量地球磁场的梯度变化量，相比于地球磁场测量，能够获得磁场异常更多的信息。通过对磁场梯度测量数据的三维反演和解释，可以获得地球磁场异常的重要信息。因此，磁场梯度测量是一项极具应用潜力的技术。磁场一阶梯度有9个分量，分别是其中x，y，z分别代表空间的3个方向，Bx，By，Bz分别是磁场在x，y，z空间方向上的磁场分量，可以将上述9个分量简写为Gxx，Gxy，Gxz，Gyx，Gyy，Gyz，Gzx，Gzy，Gzz，根据麦克斯韦方程，可以分析得知，这9个分量具有一定的对称关系，即Gxy＝Gyx，Gyz＝Gzy，Gxz＝Gzx，Gxx+Gyy+Gzz＝0，在上述4个约束条件下，因此这9个磁场梯度分量只包含5个独立分量。在测量5个独立磁场梯度分量的数据之后，并结合一定的算法即可计算出全张量的9个分量的全部数据。因此，测量全张量磁场梯度需要至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全张量磁场梯度测量组件的制备方法，其特征在于，所述制备方法至少包括：首先提供一衬底，然后在所述衬底上至少制备形成第一SQUID器件、第二SQUID器件、第三SQUID器件、第四SQUID器件、第五SQUID器件以及第一梯度线圈、第二梯度线圈、第三梯度线圈、第四梯度线圈、第五梯度线圈，其中，所述第一梯度线圈与所述第一SQUID器件相连，用于测量Gxx磁场梯度分量；所述第二梯度线圈与所述第二SQUID器件相连，用于测量Gyy磁场梯度分量；所述第三梯度线圈与所述第三SQUID器件相连，用于测量Gyx磁场梯度分量；所述第四梯度线圈与所述第四SQUID器件相连，用于测量Gzx磁场梯度分量；所述第五梯...

【技术特征摘要】
1.一种全张量磁场梯度测量组件的制备方法，其特征在于，所述制备方法至少包括：首先提供一衬底，然后在所述衬底上至少制备形成第一SQUID器件、第二SQUID器件、第三SQUID器件、第四SQUID器件、第五SQUID器件以及第一梯度线圈、第二梯度线圈、第三梯度线圈、第四梯度线圈、第五梯度线圈，其中，所述第一梯度线圈与所述第一SQUID器件相连，用于测量Gxx磁场梯度分量；所述第二梯度线圈与所述第二SQUID器件相连，用于测量Gyy磁场梯度分量；所述第三梯度线圈与所述第三SQUID器件相连，用于测量Gyx磁场梯度分量；所述第四梯度线圈与所述第四SQUID器件相连，用于测量Gzx磁场梯度分量；所述第五梯度线圈与所述第五SQUID器件相连，用于测量Gzy磁场梯度分量。2.根据权利要求1所述的全张量磁场梯度测量组件的制备方法，其特征在于：所述制备第一SQUID器件方法包括：1)于所述衬底上依次外延生长第一超导材料层、第一绝缘材料层、第二超导材料层的三层薄膜结构；2)刻蚀所述三层薄膜结构，以形成超导环和底电极；3)刻蚀所述底电极上的部分所述第二超导材料层和第一绝缘材料层以形成约瑟夫森结；4)在所述步骤3)形成的结构表面形成第二绝缘材料层，开孔以露出所述约瑟夫森结的第二超导材料层表面、底电极表面；5)沉积第三超导材料层，并刻蚀所述第三超导材料层形成顶电极和输入线圈，所述顶电极用于引出所述约瑟夫森结。3.根据权利要求2所述的全张量磁场梯度测量组件的制备方法，其特征在于：所述第二SQUID器件、第三SQUID器件、第四SQUID器件以及第五SQUID器件的制备方法与所述第一SQUID器件的制备方法相同。4.根据权利要求3所述的全张量磁场梯度测量组件的制备方法，其特征在于：所述第一梯度线圈的制备方法包括：在所述步骤2)中，形成所述超导环和底电极的同时，刻蚀所述三层薄膜结构，形成多条底层梯度线圈层；在所述步骤3)中，形成所述约瑟夫森结的同时，刻蚀去除所述多条底层梯度线圈层上的所述第二超导材料层和第一绝缘材料层；在所述步骤4)中，开孔露出所述约瑟夫森结的第二超导材料层表面、底电极表面的同时，开孔露出每条底层梯度线圈层的两端表面；在所述步骤5)中，形成所述顶电极、输入线圈的同时，刻蚀所述第三超导材料层形成多条顶层梯度线圈层，所述顶层梯度线圈层通过开孔连接相邻两条底层梯度线圈层，所述顶层梯度线圈层和底层梯度线圈层构成第一梯度线圈，所述第一梯度线圈与所述输入线圈相连，所述第一梯度线圈包括两个线圈且所述两个线圈的法线方向与X轴方向平行且中心连线与X轴方向平行。5.根据权利要求3所述的全张量磁场梯度测量组件的制备方法，其特征在于：所述第二梯度的制备方法包括：在所述步骤2)中，形成所述超导环和底电极的同时，刻蚀所述三层薄膜结构，形成多条底层梯度线圈层；在所述步骤3)中，形成所述约瑟夫森结的同时，刻蚀去除所述多条底层梯度线圈层上的所述第二超导材料层和第一绝缘材料层；在所述步骤4)中，开孔露出所述约瑟夫森结的第二超导材料层表面、底电极表面的同时，开孔露出每条底层梯度线圈层的两端表面；在所述步骤5)中，形成所述顶电极、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王会武，张栖瑜，刘全胜，应利良，王镇，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31