ESTUDO DAS PROPRIEDADES MAGNÉTICAS DE ... - UFRJ

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Técnicas Experimentais de Magnetometria 30 3.4 SQUID dc O SQUID usa o efeito Josephson para medir variações muito pequenas do fluxo magnético. Normalmente é constituído de um material supercondutor interrompido por uma (SQUID rf) ou duas (SQUID dc) junções Josephson. A figura seguinte ilustra o SQUID dc e como é possível medir o fluxo magnético que o atravessa. Figura 3.5: SQUID dc. Ao passar uma corrente I através do anel supercondutor, a medida que o fluxo magnético externo aumentar ou diminuir, a voltagem na junção irá variar de maneira periódica com o fluxóide Φ 0 (fig 3.6). Portanto, a monitoração das mudanças na voltagem possibilita a determinação do fluxo magnético que passa através do SQUID. Na prática, um circuito de realimentação negativa é usado, proporcionando a voltagem requerida para zerar a variação de fluxo que se deseja medir. Figura 3.6: Dependência da voltagem com o fluxo externo para uma corrente constante.
Técnicas Experimentais de Magnetometria 31 As denominações rf e dc dizem respeito a corrente I que é aplicada na junção Josephson do SQUID, podendo ser alternada na faixa de radio-frequência (rf) ou contínua (dc). Descrições sobre estes dois tipos de SQUIDs podem ser encontradas com detalhes em [37, 38, 39, 40, 41]. No entanto, devido a baixa relação sinal-ruído e a eletrônica mais simples, a maior parte dos SQUIDs comercializados são dc, como o utilizado nas medidas desta tese. Mais detalhes a respeito desse tipo de SQUID estão descritos a seguir. 3.5 Transformador de fluxo e bobinas de detecção Usar apenas a área do anel do SQUID para a detecção do fluxo, é problemático devido a pequena área disponível e a sua auto indutância (≈ 10 −10 H). Aumentar a área do anel ou conectar um maior não iria aumentar a sensibilidade devido ao aumento da auto impedância. Assim, usa-se um transformador para conectar um detector de fluxo externo ao SQUID, a indutância de entrada desse transformador deve casar com a da sua bobina de detecção, e como a indutância de entrada do transformador de fluxo é muito maior que a do SQUID (de 0.1 a 2 µH), permite que a das bobinas de detecção também seja, e tenham consequentemente, uma área de detecção bem maior que o SQUID. Figura 3.7: Transformador de fluxo. Vários aspectos podem influenciar o design da(s) bobina(s) de detecção [42], como por exemplo a sensibilidade necessária para a medida e o casamento da indutância dessa(s) bobina(s) com a do SQUID. A figura 3.8, mostra algumas configurações possíveis para bobinas de detecção. A figura 3.8(a), constituída de apenas uma bobina responde diretamente a uma variação do fluxo magnético que a penetra. Configurações mais complexas, por outro lado, têm a vantagem de poder discriminar campos de fundo indesejáveis de fontes mais distantes mantendo a sensibilidade das fontes mais próximas.
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