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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及磁传感器及其超导应用领域,特别是涉及一种高温squid扫描显微镜探测装置。
技术介绍
1、超导量子干涉器件(superconducting quantum interference device,squid)由于具有磁通量子化和约瑟夫森效应,拥有极好的空间灵敏度、磁场灵敏度等先天优势,是设计磁显微镜的良好器件。第一台扫描squid显微镜在1981由美国ibm公司的thomasj.watson等人搭建,该装置的空间灵敏度主要受限于squid磁通拾取环的的环孔尺寸,这台扫描squid显微镜的检测方式是拾取环路与样品直接接触。
2、随着技术的进步,扫描squid显微镜根据squid敏感元的工作温区被分为低温squid扫描显微镜和高温squid扫描显微镜。前者工作在液氦温区,拥有更高的磁场灵敏度和更低的器件本征噪声,由于工作时squid敏感元和样品都处于低温环境中,squid敏感元和样品之间的距离可以保持很近,极大的改善空间分辨率和磁场灵敏度。但它的缺点是对样品的温度提出了要求,具有不适用于室温样品的局限性。后来随着钇钡铜氧(ybco)等高温超导体的发现,c.w.chu等人用其制造出了高温squid,推动了高温squid扫描显微镜的出现。后者工作在液氮温区,虽然灵敏度和器件本征噪声都略差于前者,但其适用于室温样品的检测,大大降低了检测门槛,为其广泛应用提供了可能性。
3、传统的高温squid扫描显微镜的是由杜瓦、squid敏感元、探头和电路四部分构成。其中杜瓦分为内外胆,为squid敏感元提供温度隔
4、鉴于此,急需一种真空度、绝热性能优异且能够调节所述squid敏感元到待测样品之间的距离,进而以改善高温squid扫描显微镜系统的噪声水平以及空间灵敏度和磁场灵敏度的高温squid扫描显微镜探测装置。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点,本专利技术的目的在于提供一种高温squid扫描显微镜探测装置,用于解决现有技术中高温squid扫描显微镜真空度、绝热性能差且难以调节squid敏感元到待测样品之间的距离,以改善高温squid扫描显微镜系统的噪声水平以及空间灵敏度和磁场灵敏度的问题。
2、为实现上述目的及其他相关目的,本专利技术提供一种高温squid扫描显微镜探测装置,包括:
3、杜瓦,包括杜瓦内胆、杜瓦外胆以及金属盖板,所述杜瓦外胆包括外胆主体以及外胆凸出部,所述外胆主体环绕所述杜瓦内胆且与所述杜瓦内胆之间构成第一腔体,所述外胆凸出部内部构成与所述第一腔体相连通的第二腔体,所述杜瓦内胆内部为中空的第三腔体,所述杜瓦内胆外壁上设有覆盖所述杜瓦内胆外壁的绝热层,所述金属盖板覆盖所述外胆主体及所述第一腔体上方,所述金属盖板上设有真空口;
4、探头,位于所述第二腔体内,包括真空窗、冷指、squid敏感元、波纹调距器、波纹管以及探针,所述真空窗位于所述外胆凸出部底端开口处,所述冷指包括冷指上端与冷指下端,所述冷指上端突出第二腔体并与所述第三腔体相连通,所述squid敏感元位于所述冷指下端底部,所述波纹管环绕所述冷指侧壁,所述波纹调距器位于所述波纹管下方且与波纹管相连接,所述探针位于所述真空窗开口处且所述探针尖端部分突出于所述真空窗,所述squid敏感元与所述探针间隔预设距离。
5、可选地,所述杜瓦内胆上还设有多个导线限位板,所述导线限位板上设有多个导线限位孔。
6、可选地,所述绝热层包括层叠的防辐射涂层以及多层金属涤纶薄膜层。
7、可选地,所述波纹调距器用于对所述真空窗到所述squid敏感元的距离进行0.1mm~10mm范围的无级调节。
8、可选地,所述杜瓦内胆的材质包括无磁不锈钢;所述杜瓦外胆的材质包括无磁不锈钢。
9、可选地,所述外胆主体上还设有第一固定螺丝孔,所述金属盖板上还设有第二固定螺丝孔,所述第一固定螺丝孔与所述第二固定螺丝孔相对应。
10、可选地,所述金属盖板上还设有真空电气连接通孔以及进料口。
11、可选地,所述外胆主体上设有真空密封垫圈槽,所述真空密封垫圈槽位于所述第二固定螺丝孔处。
12、可选地,所述进料口与所述杜瓦内胆之间还设有与所述第三腔体相连通的鹅颈,所述鹅颈位于所述第一腔体内。
13、可选地,所述冷指上端与所述冷指下端通过螺纹连接,所述冷指下端上还开设有用于放置squid敏感元的调制线圈的调制线圈槽以及用于所述squid敏感元导线走线的侧槽。
14、可选地,所述探针包括坡莫合金探针、非晶态合金探针。
15、可选地,所述探头中还设有保护装置,所述保护装置位于所述外胆凸出部外壁上。
16、如上所述,本专利技术的高温squid扫描显微镜探测装置,具有以下有益效果:通过设置所述金属盖板及所述真空窗密封所述杜瓦中的所述第一腔体及所述第二腔体,并通过于所述金属盖板上设置所述真空口对所述进行抽真空,所述高温squid扫描显微镜探测装置具有良好的密封性及真空度,减少了所述高温squid扫描显微镜探测装置工作过程中漏热;通过于所述杜瓦内胆外壁上覆盖所述绝热层,减少了热辐射,使所述高温squid扫描显微镜探测装置具有优异的绝热性能,满足了所述高温squid扫描显微镜探测装置在低温环境下进行长时间工作的使用要求;通过设置所述波纹调距器用于对所述真空窗到所述squid敏感元的距离进行无级调节,实现了所述squid敏感元到所述待测样品之间的距离灵活可调;通过于所述探头中设置所述波纹管及所述保护装置,保证了所述高温squid扫描显微镜探测装置的稳定性;此外,通过于所述真空窗开口处设置所述探针尖端部分突出于所述真空窗的高磁导率磁通引导类型的所述探针,大大改善了传统高温squid扫描显微镜的空间分辨率和磁场灵敏度,实现了弱磁信号的高灵敏度检测。
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1.一种高温SQUID扫描显微镜探测装置,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的高温SQUID扫描显微镜探测装置,其特征在于:所述杜瓦内胆(11)上还设有多个导线限位板(111),所述导线限位板上设有多个导线限位孔(111a)。
3.根据权利要求1所述的高温SQUID扫描显微镜探测装置,其特征在于:所述绝热层包括层叠的防辐射涂层以及多层金属涤纶薄膜层。
4.根据权利要求1所述的高温SQUID扫描显微镜探测装置,其特征在于:所述波纹调距器(24)用于对所述真空窗(21)到所述SQUID敏感元(23)的距离进行0.1mm~10mm范围的无级调节。
5.根据权利要求1所述的高温SQUID扫描显微镜探测装置,其特征在于:所述杜瓦内胆(11)的材质包括无磁不锈钢;所述杜瓦外胆(12)的材质包括无磁不锈钢。
6.根据权利要求1所述的高温SQUID扫描显微镜探测装置,其特征在于:所述外胆主体(121)上还设有第一固定螺丝孔(121a),所述金属盖板(13)上还设有第二固定螺丝孔(132),所述第一固定螺丝孔(121a)与所述第二
7.根据权利要求6所述的高温SQUID扫描显微镜探测装置,其特征在于:所述外胆主体(121)上设有真空密封垫圈槽(121b),所述真空密封垫圈槽(121b)位于所述第二固定螺丝孔(132)处。
8.根据权利要求1所述的高温SQUID扫描显微镜探测装置,其特征在于:所述金属盖板(13)上还设有真空电气连接通孔(133)以及进料口(134)。
9.根据权利要求8所述的高温SQUID扫描显微镜探测装置,其特征在于:所述进料口(134)与所述杜瓦内胆(11)之间还设有与所述第三腔体(16)相连通的鹅颈(3),所述鹅颈(3)位于所述第一腔体(14)内。
10.根据权利要求1所述的高温SQUID扫描显微镜探测装置,其特征在于:所述冷指上端(221)与所述冷指下端(222)通过螺纹连接,所述冷指下端(222)上还开设有用于放置所述SQUID敏感元(23)的调制线圈的调制线圈槽(222a)以及用于所述SQUID敏感元(23)导线走线的侧槽。
11.根据权利要求1所述的高温SQUID扫描显微镜探测装置,其特征在于:所述探针(26)包括坡莫合金探针、非晶态合金探针。
12.根据权利要求1所述的高温SQUID扫描显微镜探测装置,其特征在于:所述探头(2)中还设有保护装置(27),所述保护装置(27)位于所述外胆突出部(122)外壁上。
...【技术特征摘要】
1.一种高温squid扫描显微镜探测装置,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的高温squid扫描显微镜探测装置,其特征在于:所述杜瓦内胆(11)上还设有多个导线限位板(111),所述导线限位板上设有多个导线限位孔(111a)。
3.根据权利要求1所述的高温squid扫描显微镜探测装置,其特征在于:所述绝热层包括层叠的防辐射涂层以及多层金属涤纶薄膜层。
4.根据权利要求1所述的高温squid扫描显微镜探测装置,其特征在于:所述波纹调距器(24)用于对所述真空窗(21)到所述squid敏感元(23)的距离进行0.1mm~10mm范围的无级调节。
5.根据权利要求1所述的高温squid扫描显微镜探测装置,其特征在于:所述杜瓦内胆(11)的材质包括无磁不锈钢;所述杜瓦外胆(12)的材质包括无磁不锈钢。
6.根据权利要求1所述的高温squid扫描显微镜探测装置,其特征在于:所述外胆主体(121)上还设有第一固定螺丝孔(121a),所述金属盖板(13)上还设有第二固定螺丝孔(132),所述第一固定螺丝孔(121a)与所述第二固定螺丝孔(132)相对应。
7.根据权利要求6所述的高温squid扫描显微镜探测装置,其特征在于:所述外胆...
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