[实用新型]一种基于约瑟夫逊效应检测的硅压阻式加速度计

权利要求书

1.一种基于约瑟夫逊效应检测的硅压阻式加速度计，其特性在于，包括：

键合基板(1)；

支撑框体(2)，支撑框体(2)设在键合基板(1)上方并与键合基板(1)相连接；

弹性梁(4)，弹性梁(4)用于支撑加速度计的质量块(3)，两端分别连接支撑框体(2)和质量块(3)，弹性梁(4)上表面与支撑框体(2)和质量块(3)上表面平行，且其厚度小于质量块(3)厚度；

质量块(3)，质量块(3)通过弹性梁(4)固定在支撑框体(2)中间，且厚度小于支撑框体(2)厚度；

多组压敏电阻，每组压敏电阻包括四个压敏电阻(6，7，8，9)，其中两个压敏电阻(8，9)设在弹性梁(4)根部，另两个压敏电阻(6，7)设在支撑框体(2)上，且位于支撑框体（2）与弹性梁(4)相连接的邻近区域；

和多组约瑟夫逊器件(5)，每组约瑟夫逊器件(5)位于支撑框体(2)上表面，且与支撑框体(2)上表面布置的两个压敏电阻(6，7)邻近，与各弹性梁(4)位置对应。

2.根据权利要求1所述的基于约瑟夫逊效应检测的硅压阻式加速度计，其特征在于，所述的约瑟夫逊器件（5）由硅衬底（10）、二氧化硅（11）、超导金属层（12）、约瑟夫逊结（13）、超导金属层（14）、电压输入正极（15）、电压输入负极（16）组成；在硅衬底（10）上制作有二氧化硅层（11），二氧化硅层（11）上淀积有超导金属层（12），超导金属层（12）上制作有约瑟夫逊结（13），约瑟夫逊结（13）上淀积有超导金属层（14），超导金属层（12）连接接有电压输入正极（15），超导金属层（14）连接有电压输入负极（16）。

3.根据权利要求1所述的基于约瑟夫逊效应检测的硅压阻式加速度计，其特征在于，所述的约瑟夫逊器件（5）的结构材料层由硅衬底层（17）、二氧化硅层（18）、铌层（19）、氧化铅层（20）、铌层（21）组成；在硅衬底层（17）上制作有二氧化硅层（18）,即SiO₂层，在二氧化硅层（18）上制作有铌层（19）,即Nb层，在铌（19）层上制作有氧化铝层（20）、即Al₂O₃层，在氧化铝层（20）上制作有铌层（21）、即Nb层。

4.根据权利要求1所述的基于约瑟夫逊效应检测的硅压阻式加速度计，其特征在于，所述的约瑟夫逊器件（5）采用“一”字形S-I-S结构，即超导金属一绝缘层一超导金属。

5.根据权利要求1所述的基于约瑟夫逊效应检测的硅压阻式加速度计，其特征在于，所述的质量块（2）为“十”字形，质量块短边（22，23）为长边（24）的1/6。

6.根据权利要求1所述的基于约瑟夫逊效应检测的硅压阻式加速度计，其特征在于，所述的四个压敏电阻(6，7，8，9)掺杂浓度相同，结构尺寸相同，但布置方向不同，相邻的两个布置方向相差90°，即阻值大小互为相反数，相对的两个布置方向一致，即阻值大小相同。

7.根据权利要求1所述的基于约瑟夫逊效应检测的硅压阻式加速度计，其特征在于，所述四个压敏电阻(6，7，8，9)连接成惠斯通电桥电路，其桥路输出端连接于约瑟夫逊器件的电压输入正极（15）、电压输入负极（16），其中电流流经电流台阶检测装置。

8.根据权利要求1所述的基于约瑟夫逊效应检测的硅压阻式加速度计，其特征在于，所述四个压敏电阻(6，7，8，9)和约瑟夫逊器件（5）分别有四组，其中每组约瑟夫器件的位置分别与所述四个弹性梁（4）相对。