cinquième partie (5/5)
: Squids
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un
effet supraconducteur |
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2
jonctions et un anneau |
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un
schéma élaboré |
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une collection d'icônes
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Jonction Josephson et magnétisme
B.D. Josephson
a imaginé, dès 1962, qu'un supracourant pouvait intervenir entre
deux supraconducteurs
séparés par une fine couche isolante, et depuis l'on a montré
que l'amplitude de ce courant était affectée par un champ magnétique.
Ainsi la jonction Josephson est-elle devenue la structure de base du magnétomètre
à SQUID.
La figure représente une telle jonction dans laquelle à 4.2K un
courant supraconducteur Ic
(dit courant critique) traverse la jonction d'alumine
avec une chute de tension de 0V dans la jonction.
L'amplitude de ce courant est une fonction périodique du flux magnétique
dans la jonction.
le SQUID
Les magnétomètres à SQUID (Superconducting Quantum Interference
Device) sont parmi les dispositifs les plus sensibles pour la mesure des
champs magnétiques, en fait ils ne permettent pas de mesurer un champ
mais plutôt sa variation. Les gradiomètres vont mesurer la variation
spatiale d'un champ magnétique aussi faible que ceux générés
par le corps humain.
Un magnétomètre à SQUID en continu utilise 2 jonctions
Josephson insérées dans un tore tel celui figuré ci-dessus.
Quand le flux 
a
traversant le tore est un multiple de 0
la tension entre les deux jonctions est déterminée par et
de la courbe no (point A). Si le flux s'accroit
alors le courant critique décroit et le point d'intersection se déplace
vers la droite. Le courant critique atteint une valeur minimale quand le flux
s'est accru de 0/2, alors la chute
de tension est maximale (point B), si le flux continue à croître
alors le courant critique croît à nouveau et la tension décroît,
etc. Ainsi la période du cycle est 0.
le magnétomètre à SQUID
La figure ci-dessus représente un dispositif complet de magnétomètrie
à SQUID. Un champ magnétique produit, via la résistance
Rf dans la bobine Fdbk, permet de maintenir le champ dans le SQUID
dans un quantum de flux au dessus de sa plage de travail, ce qui permet d'obtenir
une plage dynamique de mesure très étendue (Wellstood & al.,
1984).
Une large boucle supraconductrice, soumise au champ à mesurer, est directement
connectée à un bobinage couplé magnétiquement au
SQUID. Tout flux extérieur va générer un courant dans la
boucle qui va faire en sorte que le flux global dans la boucle reste constant.
La bobinage "signal" va amplifier le flux appliqué au SQUID
lequel est maintenu dans les conditions optimales de sensibilité. Un
faible champ entre 100 et 500kHz est surajouté, ainsi la sortie du SQUID
sera un signal modulé qui sera amplifié puis démodulé.
Le signal continu en sortie du démodulateur sera amplifié (V0)
mais aussi via la resistance Rf réinjecté dans une
bobine couplée au SQUID ce qui permet de générer un champ
en opposition à celui à mesurer et donc de maintenir le SQUID
dans les conditions optimales de sensibilité.
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