[实用新型]抗磁测量探头、抗磁测量杆及抗磁测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及超导体监测领域，特别是涉及一种抗磁测量探头、抗磁测量杆及抗磁测量装置。

背景技术

迈斯纳效应是实验上判定一个材料是否为超导体的重要要素。迈斯纳效应指明了超导态是一个动态平衡状态，与如何进入超导态的途径无关，超导态的零电阻现象和迈斯纳效应是超导态的两个相互独立，又相互联系的基本属性。单纯的零电阻并不能保证迈斯纳效应的存在，但零电阻效应又是迈斯纳效应的必要条件。因此，衡量一种材料是否是超导体，必须看是否同时具备零电阻和迈斯纳效应。

当一个磁体和一个处于超导态的超导体相互靠近时，磁体的磁场会使超导体表面中出现超导电流。此超导电流在超导体内部形成的磁场，恰好和磁体的磁场大小相等，方向相反。这两个磁场抵消，使超导体内部的磁感应强度为零。即完全抗磁性。具有完全抗磁性的物体磁场无法穿过，会使得其附近的线圈互感降低。这种现象即为迈斯纳效应。

传统的抗磁测量装置是将两个线圈放置在超导样品两侧来测量互感。传统的测量方法只能用于测量不依附于衬底的超导样品。而对于生长在绝缘衬底上的薄膜超导材料，在衬底的一侧无法放置线圈，导致无法测量互感。

实用新型内容

基于此，有必要针对传统的抗磁测量装置无法测量生长在绝缘衬底上的薄膜超导体的迈斯纳效应的问题，提供一种抗磁测量探头、抗磁测量杆及抗磁测量装置。

一种抗磁测量探头，用于测量超导体的迈斯纳效应，包括绝缘棒，绕置于所述绝缘棒的导电线圈，密封所述导电线圈的密封层；

所述导电线圈包括第一导电线圈和第二导电线圈，所述第二导电线圈用以提供磁场，所述第一导电线圈靠近所述第二导电线圈设置，用以监测感应电动势的变化。

在一个实施例中，所述第一导电线圈和所述第二导电线圈同轴设置。

在一个实施例中，以所述绝缘棒为轴心，所述第一导电线圈环绕所述绝缘棒设置，所述第二导电线圈环绕所述第一导电线圈设置；

所述密封层将所述第一导电线圈和所述第二导电线圈密封。

在一个实施例中，所述第一导电线圈至少500匝，所述第一导电线圈与所述第二导电线圈的匝数比为1:1-5:1。

在一个实施例中，所述绝缘棒为陶瓷棒，所述绝缘棒的直径为0.5mm-2mm，所述导电线圈为漆包铜线，所述漆包铜线的直径为25-50um。

在一个实施例中，待测超导体为设置在绝缘衬底上的薄膜超导材料，所述第一导电线圈和所述第二导电线圈设置在薄膜超导材料远离绝缘衬底的一侧。

一种抗磁测量杆，用于原位测量超导体的迈斯纳效应，包括上述任一所述的抗磁测量探头、连接件和支撑件，所述连接件的一端与所述绝缘棒固定连接，所述连接件的另一端与所述支撑件固定连接。

在一个实施例中，所述连接件为夹板，所述支撑件为磁力杆；通过所述夹板将所述抗磁测量探头固定于所述磁力杆，所述磁力杆带动所述抗磁测量探头移动以实现原位测量。

一种抗磁测量装置，包括上述任一所述的抗磁测量杆、与所述第一导电线圈电连接的测量设备、与所述第二导电线圈电连接的供电设备，所述测量设备与所述供电设备之间通信连接，用以监测所述测量设备与所述供电设备交流电压之间的相位差。

在一个实施例中，所述供电设备与所述测量设备集成于一锁相放大器，所述第一导电线圈与所述锁相放大器的参考信号相连，所述第二导电线圈与所述锁相放大器的输入信号相连。

上述抗磁测量探头、抗磁测量杆及抗磁测量装置，用于测量超导体的迈斯纳效应。所述抗磁测量探头的所述导电线圈包括第一导电线圈和第二导电线圈。以所述绝缘棒为轴心，所述第一导电线圈直接绕置于所述绝缘棒。所述第二导电线圈绕置于所述第一导电线圈。所述密封层将所述第一导电线圈和所述第二导电线圈密封于所述绝缘棒。所述第一导电线圈和所述第二导电线圈的设置方式使所述抗磁测量探头能够实现高精度的原位测量生长在绝缘衬底上的薄膜超导材料迈斯纳效应。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例提供的抗磁测量探头的结构示意图；

图2为本实用新型一个实施例提供的抗磁测量探头中导电线圈的缠绕方式示意图；

图3为本实用新型一个实施例提供的抗磁测量杆的结构示意图；

图4为本实用新型一个实施例提供的抗磁测量装置的结构示意图；

图5为本实用新型一个实施例提供的超导体样品的迈斯纳效应测试图。

主要元件符号说明

抗磁探头 10

抗磁测量杆 20