Présentation

Article

1 - INTRODUCTION. QUANTIFICATION DU FLUX À TRAVERS UNE BOUCLE SUPRACONDUCTRICE

2 - EFFET JOSEPHSON ; MODÈLE D'UNE JONCTION JOSEPHSON

3 - PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DES SQUID

4 - RÉALISATION DE JONCTIONS JOSEPHSON ET DE SQUID : ASPECTS TECHNOLOGIQUES

5 - MISE EN ŒUVRE D'UN SQUID CONTINU

6 - APPLICATIONS MÉTROLOGIQUES DES SQUID

7 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : R928 v3

Conclusion
Les SQUID et leurs applications

Auteur(s) : Chantal GUNTHER

Date de publication : 10 juin 2008

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Sommaire

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Auteur(s)

  • Chantal GUNTHER : Maître de conférences GREYC (Groupe de Recherches en Informatique, Image, Automatique et Instrumentation de Caen) UMR 6072 CNRS, ENSICAEN (École nationale supérieure d'ingénieurs de Caen)

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INTRODUCTION

Cet article est la nouvelle édition du texte rédigé par Daniel Bloyet et Chantal Gunther.

Les SQUID (de l'anglais Superconducting Quantum Interference Devices) sont des détecteurs supraconducteurs de flux magnétique extrêmement sensibles, dont les applications sont très variées : principalement mesures de faibles courants ou tensions, thermométrie, biomagnétisme, mesures de propriétés magnétiques, contrôle non destructif.

Ce sont des appareils dont la tête de mesure (le SQUID proprement dit) fonctionne à basse température, dans la plupart des cas à 4,2 K (température d'ébullition de l'hélium liquide à pression atmosphérique) ou jusqu'à 90 K grâce aux nouveaux matériaux supraconducteurs haute température découverts en 1986.

Leur principe de fonctionnement repose sur deux phénomènes : la quantification du flux magnétique à travers une boucle supraconductrice et l'effet Josephson. On trouvera dans les références bibliographiques d'excellentes descriptions du principe de fonctionnement des SQUID et de leurs applications. Le SQUID continu est actuellement le plus développé, qu'il soit à base de supraconducteur à basse ou haute température critique ; une présentation simplifiée en sera faite ici.

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VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v3-r928


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7. Conclusion

Les magnétomètres à SQUID sont incontestablement les capteurs de champ magnétique les plus sensibles. Le succès commercial des dispositifs fonctionnant à l'hélium est cependant limité à quelques niches (cartographie magnétoencéphalographique, susceptométrie, RMN, métrologie...) en raison de leurs coûts de réalisation et de maintenance.

Les SQUID en supraconducteur critique à haute température, impliquant une cryogénie réduite, sont particulièrement intéressants en dépit de leur sensibilité moindre. La technologie des supraconducteurs à haute température a considérablement évolué ces dernières années ainsi que l'électronique associée au SQUID. La sensibilité des magnétomètres, principalement gravés dans des films d'YBaCuO, a été améliorée d'un facteur voisin de 100 ; des dispositifs encapsulés intégrant un SQUID HTc, des inductances de modulation et un élément de chauffage, sont à présent commercialement disponibles. Cependant, des progrès concernant la reproductibilité, la maniabilité et la sensibilité en environnement bruyant de ces capteurs doivent encore être accomplis pour répondre aux besoins industriels et ouvrir d'autres champs d'applications.

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - TESCHE (C.D.), CLARKE (J.) -   dc SQUID : noise and optimization.  -  J. Low Temp. Phys., 29, p. 301 à 331 (1977).

  • (2) - TESCHE (C.D.), CLARKE (J.) -   dc SQUID : current noise.  -  J. Low Temp. Phys., 37, p. 397 à 403 (1979).

  • (3) -   Conductus a fermé la division « Instrument & Systems Division ».  -  Cette activité a été reprise par Tristan Technologies en 1997.

  • (4) - KETCHEN (M.B.), JAYCOX (J.M.) -   Ultra-low noise tunnel junction dc SQUID with a tightly coupled planar input coil.  -  Appl. Phys. Lett., 40, p. 736 à 738 (1982).

  • (5) - JAYCOX (J.M.), KETCHEN (M.B.) -   Planar coupling scheme for ultra noise dc SQUID's.  -  IEEE Trans. Mag., 17, p. 400 à 403 (1981).

  • (6) - KOELLE (D.), MIKLICH (A.H.), LUDWIG (F.), DANTSKER (E.), NEMETH (D.), CLARKE (J.) -   DC...

1 Livres et revues

Superconducting Electronics. Edited by Harold Weinstock and Martin Nisenoff NATO ASI Series. Series F : Computer and Systems Sciences, Vol. 59 (1989).

Superconducting Devices. Edited by Steven T. Ruggiero and David A. Rudman. Academic Press, Inc., New York (1990).

The New Superconducting Electronics. Edited by Harold Weinstock and Richard W. Ralston. NATO ASI Series. Series E : Applied Sciences. Vol. 251 (1993).

Edited by John Clarke and Alex I. Braginski. SQUID HandbookVol. 1 Fundamentals and Technology of SQUID and SQUID Systems. Wiley-VCH, Berlin, Germany, 409 p. (2004).

Edited by John Clarke and Alex I. Braginski. SQUID Handbook – Vol 2 : Applications. Wiley-VCH, Berlin, Germany, 634 p. (2006).

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2 Constructeurs

Tristan Technologies

http://www.tristantech.com/

STAR Cryoelectronics

http://www.starcryo.com/

Neocera Inc.

http://www.neocera.com/

4-D Neuroimaging Inc.

http://www.4dneuroimaging.com/

CTF System Inc.

http://www.ctf.com/

(liste non exhaustive)

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