集成式多通道SQUID芯片.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113937213A(43)申请公布日2022.01.14(21)申请号202111356064.1(22)申请日2021.11.16(71)申请人宁波大学地址315211浙江省宁波市江北区风华路818号(72)发明人孔祥燕张志聃王海(74)专利代理机构上海光华专利事务所(普通合伙)31219代理人余明伟(51)Int.Cl.H01L39/02(2006.01)H01L39/22(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图5页(54)发明名称集成式多通道SQUID芯片(57)摘要本发明提供一种集成式多通道SQUID芯片，所述集成式多通道SQUID芯片包括若干相互间隔设置的通道，若干所述通道按照n×n阵列排布，n≥2；各所述通道中的电路系统均为基于外部反馈模式的电路系统，其中的拾取线圈、输入线圈及二级反馈线圈首尾串联形成磁通探测回路，SQUID器件与所述输入线圈耦合，所述SQUID器件两端引线分别与运算放大器两输入端连接，所述运算放大器输出端依次连接有反馈电阻和一级反馈线圈，所述一级反馈线圈与二级反馈线圈耦合，用于传输反馈信号。本发明的集成式多通道SQUID芯片实现芯片的集成化与系统的小型化，同时达到了通道之间串扰率低于0.1％的目标，并提高了整个系统空间分辨率。CN113937213ACN113937213A权利要求书1/1页1.一种集成式多通道SQUID芯片，其特征在于，所述集成式多通道SQUID芯片包括若干相互间隔设置的通道，若干所述通道按照n×n阵列排布，n≥2；各所述通道中的电路系统均为基于外部反馈模式的电路系统，所述基于外部反馈模式的电路系统包括拾取线圈、输入线圈、SQUID器件、运算放大器、一级反馈线圈及二级反馈线圈，其中，所述拾取线圈、所述输入线圈及所述二级反馈线圈首尾串联形成磁通探测回路，所述SQUID器件与所述输入线圈耦合，所述SQUID器件两端引线分别与所述运算放大器两输入端连接，所述运算放大器输出端依次连接有反馈电阻和所述一级反馈线圈，所述一级反馈线圈与所述二级反馈线圈耦合，用于传输反馈信号。2.根据权利要求1所述的集成式多通道SQUID芯片，其特征在于：相邻所述通道之间中心距离<5mm，所述集成式多通道SQUID芯片的面积<10mm2。3.根据权利要求2所述的集成式多通道SQUID芯片，其特征在于：所述通道的数量为四个，四个所述通道按照2×2阵列排布，相邻所述通道之间的中心距离为3.43mm。4.根据权利要求3所述的集成式多通道SQUID芯片，其特征在于：四个所述通道中的所述磁通探测回路均为正方形结构，其中，所述输入线圈位于所述正方形结构的一角，所述二级反馈线圈有两组，分别位于所述输入线圈两侧的所述正方形结构的两边上，所述拾取线圈位于所述正方形结构的另外两边上。5.根据权利要求4所述的集成式多通道SQUID芯片，其特征在于：四个所述磁通探测回路关于阵列中心对称分布，且对应的四个所述输入线圈的位置均远离所述阵列的中心。6.根据权利要求5所述的集成式多通道SQUID芯片，其特征在于：所述输入线圈的结构和两组所述二级反馈线圈的结构均为双环反向结构，所述双环反向结构是由两个相互连接的平面螺旋线圈组成的中心对称式结构，流经两个所述平面螺旋线圈中的电流方向相反。7.根据权利要求6所述的集成式多通道SQUID芯片，其特征在于：所述SQUID器件对应所述输入线圈设置为双孔结构，并与所述输入线圈重叠耦合；所述一级反馈线圈对应所述二级反馈线圈设置为双环反向结构，并与所述二级反馈线圈重叠耦合。8.根据权利要求7所述的集成式多通道SQUID芯片，其特征在于：所述输入线圈、所述SQUID器件、所述一级反馈线圈及所述二级反馈线圈的结构均为方形结构。9.根据权利要求4所述的集成式多通道SQUID芯片，其特征在于：所述磁通探测回路围绕的区域内还设置有基于内部反馈模式的电路系统，所述基于内部反馈模式的电路系统用于和所述基于外部反馈模式的电路系统比较检测结果，验证所述基于外部反馈模式的电路系统的有效性。10.根据权利要求9所述的集成式多通道SQUID芯片，其特征在于：所述通道内的所有引线电极均集中设置在所述输入线圈位置的周围。2CN113937213A说明书1/6页集成式多通道SQUID芯片技术领域[0001]本发明涉及SQUID检测技术领域，特别是涉及一种集成式多通道SQUID芯片。背景技术[0002]超导量子干涉器件(SQUID)是一种将磁通转化为电压的磁通传感器，其基本原理是基于超导约瑟夫森效应和磁通量子化现象，因其具备高灵敏度、宽工作范围、高时空分辨率等优势被广泛应用于生物磁检测、航磁检测、无损检测等领域。目前，用来检测生物磁信号的系统以多通道为主，如