超导量子干涉检测

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2025-08-29  

超导量子干涉检测基于超导量子干涉器件(SQUID)的高灵敏度磁探测技术,通过对磁场、磁化率、临界电流等参数的精密测量,实现对超导材料特性及应用工件的定量分析。检测涵盖宏观电磁特性与微观量子效应表征,涉及材料科学、生物医学及量子计算等领域的关键参数验证。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

磁场强度测量:采用超导量子干涉仪对样品周围空间磁场分布进行扫描成像,量程覆盖±10T,分辨率优于1pT。

磁化率测定:通过交变梯度磁强计模式实现样品整体磁化率检测,频率范围0.1Hz-10kHz,动态范围覆盖10^-9至10^3 emu。

临界电流密度分析:基于电流-电压特性曲线确定超导材料临界电流密度Jc,电流源精度±0.1nA,温度控制精度±0.5mK。

交流损耗测量:在1-1000Hz交变磁场下检测样品单位体积损耗功率,采用锁相放大技术实现μW级损耗检测。

相位噪声表征:对约瑟夫森结阵列的量子相位涨落进行频谱分析,噪声基底达-180dBc/Hz@1kHz偏移。

磁通钉扎力评估:通过磁场循环加载测量钉扎力曲线,加载速率0.1-10Oe/s,力值分辨率0.1μN。

涡流损耗测试:采用脉冲磁场激励法测量高频涡流损耗,磁场上升沿≤1μs,带宽覆盖DC-100MHz。

约瑟夫森结IV特性:在0-4K温区建立结区I-V曲线,电压测量精度±10nV,电流分辨率1pA。

超导转变边沿分析:记录电阻随温度变化曲线确定临界温度Tc,温度扫描速率0.1-5K/min,测温误差±2mK。

太赫兹波吸收光谱:集成超导量子干涉仪与太赫兹源进行光谱透射测量,频率范围0.1-10THz,动态范围≥80dB。

检测范围

高温超导带材:钇钡铜氧体系涂覆导体及REBCO涂层导体,用于强磁场传输线与电机绕组。

生物磁信号检测:心磁图仪与脑磁图仪核心传感元件,需满足fT级磁场分辨率要求。

量子计算比特:基于超导约瑟夫森结的量子比特器件,涉及相干时间与操控精度表征。

超导磁体系统:核磁共振成像仪主磁体及加速器二极磁体,需验证磁场均匀性与稳定性。

纳米复合超导体:MgB2与铁基超导材料的纳米颗粒掺杂样品,研究界面增强效应。

涡流屏蔽器件:超导磁悬浮轴承与电磁屏蔽腔体,检测屏蔽效能与频率响应特性。

磁通变换器件:基于超导量子干涉仪的磁通锁定环模块,验证信号传输保真度。

低温电子器件:制冷机直接冷却的SQUID前置放大器,测试噪声性能与工作稳定性。

粒子探测装置:超导转变边缘传感器构成的辐射探测阵列,评估能量分辨率与探测效率。

太赫兹成像系统:超导量子干涉仪与太赫兹天线耦合的成像探头,检测空间分辨率与信噪比。

检测标准

ASTM D4496-13采用直流四探针法测量超导薄膜直流电阻率的标准试验方法。

ISO 19837:2016超导材料临界电流的测量方法。

GB/T 13884-2014铝包镍铬合金镀层钢线的涡流损耗试验方法。

IEC 61788-22:2018超导带材机械性能测试方法。

NIST IR 7693利用SQUID磁强计进行纳米级磁性材料表征的技术规范。

GB/T 31596-2015钇钡铜氧高温超导带材交流损耗测试方法。

ASTM F2050-13医疗用MRI系统中超导磁体的性能评价标准。

IEC 60079-19:2010爆炸性气体环境中使用的超导设备防爆标准。

JIS C2514:2011超导电缆交流损耗测量方法。

GB/T 2900.101-2013电工术语超导电性相关标准术语定义。

检测仪器

超导量子干涉仪主机:采用NbTi/Nb3Sn混合线圈结构,本征能量分辨率≤1×10^-32 J/Hz,支持多通道同步检测。

低温恒温器系统:配备闭循环制冷机,最低温度可达1.5K,温度稳定性±10μK,提供稳定低温环境。

高精度磁强计探头:内置三轴超导量子干涉传感器,量程±200mT,噪声密度≤5fT/√Hz。

低温电流源装置:输出范围1nA-100mA,稳定性±10ppb,具备低噪声特性以减少测量干扰。

振动样品磁强计:配备电磁驱动振台,振动幅度0.1-20μm可调,用于测量样品磁化强度曲线。

低温前置放大器模块:增益60dB,带宽1Hz-100MHz,等效输入噪声≤0.5fT/√Hz,提升弱信号检测能力。

磁通锁定系统控制单元:实现反馈环路自动锁定,锁定范围±100mT,恢复时间≤10ms。

低温屏蔽腔体:双层μ-金属结构,静态屏蔽因子≥10^5,动态屏蔽因子≥10^4,抑制环境磁场干扰。

多通道数据采集卡:采样率500MSa/s,ADC分辨率24bit,支持同步采集多路超导量子干涉信号。

真空绝热杜瓦容器:液氦蒸发率≤0.1L/day,配备压力释放阀与液位监测装置,维持低温环境稳定。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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