초전도 양자 간섭 장치(SQUID)는 매우 약한 자기장을 측정하는 데 사용되는 매우 민감한 자력계입니다. SQUID는 초전도 원리와 전자쌍의 양자 간섭에 기반을 두고 있으며, 양자 수준에서 자기장을 감지할 수 있습니다. 다음은 SQUID에 대한 몇 가지 요점입니다
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초전도성
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SQUID는 초전도 물질의 특성을 이용하여 작동합니다. 초전도체는 전기 저항이 없는 전류를 운반할 수 있는 물질이며 내부에서 자기장을 방출할 수 있습니다. 이것은 SQUID가 외부 자기장에 매우 민감할 수 있도록 합니다.
조셉슨 효과
SQUIDs는 얇은 절연 장벽을 가로지르는 초전도 전류의 거동을 기술하는 조셉슨 효과에 기초하여 작동합니다. 조셉슨 접합에 전압이 인가되면, 초전류는 소멸되지 않고 흐릅니다. 조셉슨 접합의 전류-전압 관계는 매우 비선형적이고 양자화되어 정밀 측정을 위한 기본적인 도구가 됩니다.
SQUID의 두 가지 유형
SQUID에는 DC(직류) SQUID와 RF(무선 주파수) SQUID의 두 가지 주요 유형이 있습니다. DC SQUID는 일반적으로 저주파 자기장 측정에 사용되고 RF SQUID는 고주파 응용에 사용됩니다.
고감도
SQUID는 펨토테슬라(10^-15테슬라) 순서로 자속의 변화를 감지할 수 있는 능력이 있어 자기장에 매우 민감합니다. 이를 통해 지구물리학, 재료 과학 및 의학 진단을 포함한 광범위한 응용 분야에서 유용한 도구가 됩니다.
응용 분야
SQUID는 다양한 과학 및 기술 분야에서 사용됩니다. 그것들은 자기 뇌파법(MEG)과 자기 초음파법(MCG)에서 각각 뇌와 심장 활동에 의해 생성되는 자기장을 측정하는 데 사용됩니다. 그것들은 또한 지구의 자기장을 연구하기 위한 지구 물리학 및 물질의 자성 특성을 조사하기 위한 물질 과학에서 사용됩니다.
극저온
SQUID는 이러한 온도에서 초전도성이 가장 두드러지기 때문에 보통 절대영도에 가까운 매우 낮은 온도에서 작동합니다. 종종 액체 헬륨 또는 액체 질소를 기반으로 하는 냉각 시스템은 필요한 조건을 유지하기 위해 사용됩니다.
플럭스 록킹 루프(FLL)
자기장을 측정하기 위해 SQUID는 종종 플럭스 록킹 루프로 작동되며, SQUID를 통한 자속을 일정한 값으로 유지합니다. 그러면 SQUID의 출력 전압 또는 전류는 인가되는 자기장의 변화를 나타내는 민감한 지표로 사용됩니다.
SQUID는 매우 약한 자기장을 높은 정밀도로 감지하고 측정하기 위한 주목할 만한 도구이며, 그들의 독특한 특성은 그것들을 광범위한 과학 및 기술 분야에서 귀중한 것으로 만들었습니다.
양자물리학에서 초전도 양자간섭장치에대해서 알아봤습니다.