Kryosensoren - Superconducting Quantum Interference Devices (SQUIDs)

Supraleitenden Quanteninterferometern (SQUIDs)

Kryosensoren nutzen physikalische Phänomene bei tiefen Temperaturen, zum Beispiel die Supraleitung. Mit Supraleitenden Quanteninterferometern (SQUIDs) lassen sich physikalischen Größen messen, die in einen magnetischen Fluss umgewandelt werden können. Dazu zählen primär Magnetfelder und magnetische Materialparameter, aber auch elektrische Ströme und Temperaturen. Kryosensoren und SQUIDs ermöglichen Präzisionsmessungen in der Metrologie und der Grundlagenforschung, werden jedoch auch in kommerziellen Messsystemen für die Materialforschung oder die angewandte Geophysik verwendet.

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Ultra-sensitive SQUID Systeme für biomagnetische Messungen

Eine der Hauptanwendungen von SQUIDs sind biomagnetische Messungen, wie z.B. Magnetoencephalography oder MR Bildgebung im Niedrigfeld. Diese verlangen den Betrieb der SQUID Systeme in rauscharmen Kryogefäßen um möglichst sensitiv die magnetischen Signale des menschlichen Körpers detektieren zu können. Durch eine spezielle Konstruktion des Kryogefäß wurde dessen Rauschbeitrag auf ein vernachlässigbares Niveau minimiert und Rekordrauschwerte von unter 200 aT Hz^-1/2 erreicht.

Zusätzliche Innovationen sind auf dem Gebiet durch verbesserte Fertigungsmöglichkeiten erreichbar. So wurde die Größe des Josephson Kontakts auf den nanometer-Bereich verkleinert was zu einer weiteren Verringerung des Rauschens führt. Auf dessen Basis können neuartige SQUID Systeme aufgebaut und somit neue Anwendungen sowohl im Biomagnetismus als auch in der Grundlagenforschung erschlossen werden.

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