[发明专利]一种超导相变温度传感器及其制备方法

说明书

本发明提供的一种超导相变温度传感器及其制备方法，其中所述传感器包括：依次镀在基板上的第一层薄膜和第二层薄膜；第一层薄膜为超导材料；第二层薄膜的宽度与第一层薄膜的宽度的比值沿所述第一层薄膜的长度方向逐渐变化；所述第一层薄膜的厚度与所述第二层薄膜的厚度之和为0.2‑200nm。在所述第二层薄膜的宽度与所述第一层薄膜的宽度的比值的最大处的超导相变温度为第一温度，在所述第二层薄膜的宽度与所述第一层薄膜的宽度的比值的最小处的超导相变温度为第二温度，超导相变温度传感器的最佳工作范围为所述第一温度至所述第二温度。本发明提供的超导相变温度传感器具有较宽的工作范围，使得超导相变温度传感器的适用范围更广泛。

技术领域

本发明涉及温控技术领域，更具体地，涉及一种超导相变温度传感器及其制备方法。

背景技术

传统的低温传感器(例如PT100，热电偶等)存在温度灵敏度低，测量电路复杂等特点，限制了应用。

近年来，由于相变材料在相变前后，其物理和化学性质相应的会发生剧烈的变化而越来越受到重视。其中，M相二氧化钒因为在室温附近(340K)有一个明显的相变而受到非常多的关注。在相变前后，VO₂(M)的电阻率有一定的变换，这将会使VO₂(M)产生很多用处，例如可以将其制作为其相变点附近的温度控制开关。

虽然，相变传感器在工作范围内阻值对温度的灵敏度极高，但是，一般的相变传感器的工作范围都很窄，因此限制了相变传感器的应用。

发明内容

针对上述的技术问题，本发明提供一种超导相变温度传感器及其制备方法。

第一方面，本发明提供一种超导相变温度传感器，包括：依次镀在基板上的第一层薄膜和第二层薄膜；所述第一层薄膜为超导材料；所述第二层薄膜的宽度与所述第一层薄膜的宽度的比值沿所述第一层薄膜的长度方向逐渐变化；所述第一层薄膜的厚度与所述第二层薄膜的厚度之和为0.2-200nm。

其中，所述第二层薄膜材料为不同于所述第一层薄膜的超导材料。

其中，所述第一层薄膜的厚度为0.1-199.9nm，所述第二层薄膜的厚度为0.1-199.9nm。

其中，所述第一层薄膜的宽度为10-1000000nm，所述第二层薄膜的最大宽度为10-1000000nm、所述第二层薄膜的最小宽度为0-999999nm。

其中，所述第一层薄膜的长度和所述第二层薄膜的长度均为0.01-100mm，；所述第一层薄膜与所述第二层薄膜采用蜿蜒形式或螺旋形式布置。

所述第一层薄膜的宽度和所述第二层薄膜的宽度均为50-200nm；所述第一层薄膜的长度和所述第二层薄膜的长度均为0.1-10mm。

其中，所述第二层薄膜宽度与所述第一层薄膜宽度之比沿所述第一层薄膜的长度的方向从1逐渐变小至0。

第二方面，本发明提供一种超导相变温度传感系统，包括：多个上述的超导相变温度传感器，且沿所述超导相变温度传感器的长度方向设置两个电极，所述电极分别与所述超导相变温度传感器的两端相连；以及相邻超导相变温度传感器的端部的电极首尾相连。

其中，所述超导相变温度传感器具有不同的工作范围，以扩大所述超导相变温度传感系统的工作范围。

第三方面，一种超导相变温度传感器制备方法，包括：在基底上依次镀第一层薄膜和第二层薄膜，且所述第一层薄膜为超导薄膜，所述第二层薄膜的宽度与所述第一层薄膜的宽度的比值沿所述第一层薄膜的长度方向逐渐变化；

将所述第一层薄膜的厚度与所述第二层薄膜的厚度之和调节为0.2-200nm，以使超导温度传感器的工作范围为第一温度至第二温度；