Сверхпроводящие квантовые интерференционные устройства - СКВИДы

Из всех, достаточно многочисленных устройств сверхпроводниковой нелинейной электроники, базирующихся на эффекте Джозефсона, в настоящее время наиболее широко известны магнитометры на основе сверхпроводниковых квантовых интерферометров, так называемых СКВИДов.

Явление сверхпроводимости состоит в том, что при некоторой температуре, близкой к абсолютному нулю, электрическое сопротивление в некоторых материалах исчезает. Эта температура называется критической температурой перехода в сверхпроводящее состояние.

Сверхпроводимость обнаружена более чем у 20 металлов и большого количества соединений и сплавов , а также у керамик ( – высокотемпературные сверхпроводники).

Сверхпроводимость материалов с объясняется наличием в веществе пар электронов, обладающих энергией Ферми, противоположными спинами и импульсами (пары Купера), которые образуются благодаря взаимодействию электронов с колебаниями ионов решетки – фононами. Все пары находятся, с точки зрения квантовой механики, в одном состоянии (они не подчиняются статистике Ферми т.к. имеют целочисленный спин) и согласованы между собой по всем физическим параметрам, то есть образуют единый сверхпроводящий конденсат.

Сверхпроводники первого рода при помещении их в магнитное поле «выталкивают» последнее так, что индукция внутри сверхпроводника равна нулю (эффект Мейсснера). Напряженность магнитного поля, при котором разрушается сверхпроводимость и поле проникает внутрь проводника, называется критическим магнитным полем . У сверхпроводников второго рода существует промежуток напряженности магнитного поля , где индукция внутри сверхпроводника меньше индукции проводника в нормальном состоянии.