本發(fā)明屬于超導(dǎo)電子學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種三維磁場(chǎng)測(cè)量組件及制備方法。

背景技術(shù)：

在超導(dǎo)環(huán)中插入兩個(gè)約瑟夫森結(jié)構(gòu)成了直流超導(dǎo)量子干涉器件(dcsquid)，它是以超導(dǎo)磁通量子化和約瑟夫森效應(yīng)為原理的超導(dǎo)量子器件，是迄今為止最靈敏的磁通探測(cè)器，其磁通噪聲在μφ0/hz^1/2量級(jí)，φ0＝2.07*10^-15wb是磁通量子，磁場(chǎng)靈敏度可達(dá)10^-15t(ft)量級(jí)，而且dcsquid器件還具有頻帶寬的特點(diǎn)，響應(yīng)頻率從直流至兆赫茲量級(jí)，因此以dcsquid器件為核心探測(cè)器的弱磁探測(cè)系統(tǒng)在生物磁測(cè)量、磁異常探測(cè)、大地電磁測(cè)量和低場(chǎng)核磁共振等微弱磁場(chǎng)探測(cè)領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用潛力。

目前，dcsquid器件結(jié)構(gòu)是利用微加工工藝制備而成的多層膜結(jié)構(gòu)，如圖1所示，當(dāng)穿過(guò)dcsquid器件的超導(dǎo)環(huán)的磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí)，dcsquid器件所感應(yīng)的磁通量發(fā)生變化，在dcsquid器件設(shè)置一定的偏置電流(通常稍大于器件的臨界電流)時(shí)，器件兩端的電壓與器件感應(yīng)的磁通量成周期性關(guān)系，周期是一個(gè)磁通量子φ0，通過(guò)squid讀出電路，可以建立磁通變化量與器件輸出電壓的線性關(guān)系。通常情況下，如圖2所示，為了提高dcsquid器件的磁場(chǎng)靈敏度，在dcsquid器件中集成了磁通變換器結(jié)構(gòu)，磁通變換器由一個(gè)探測(cè)線圈和一個(gè)輸入線圈串聯(lián)構(gòu)成，輸入線圈與dcsquid器件的超導(dǎo)環(huán)耦合在一起，探測(cè)線圈的尺寸和輸入線圈的尺寸匝數(shù)等參數(shù)可以隨著對(duì)dcsquid器件性能的要求進(jìn)行優(yōu)化，當(dāng)穿過(guò)探測(cè)線圈的外磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí)，在磁通變換器中產(chǎn)生感應(yīng)電流，這個(gè)電流通過(guò)輸入線圈，將磁通耦合到dcsquid器件中，由于磁通變換器感應(yīng)磁場(chǎng)面積大于dcsquid器件超導(dǎo)環(huán)感應(yīng)磁場(chǎng)面積，因此磁通變換器可以提高dcsquid器件的磁場(chǎng)靈敏度。

在dcsquid應(yīng)用中，由于dcsquid器件處于低溫環(huán)境下，而squid讀出電路安裝于室溫環(huán)境下，因此，首先將dcsquid器件安裝在印刷電路板(pcb)上，dcsquid器件引腳與pcb板上電極相連，再利用屏蔽電纜將對(duì)應(yīng)的pcb板上電極與squid讀出電路的接口連接起來(lái)。由于dcsquid器件尺寸在毫米至厘米量級(jí)，安裝有dcsquid器件的pcb的尺寸在厘米量級(jí)。

由于dcsquid器件中磁通量變化取決于待測(cè)磁場(chǎng)在垂直于器件襯底平面的z軸方向上的投影與器件感應(yīng)面積的乘積，因此，dcsquid器件是一個(gè)矢量傳感器，測(cè)量垂直于襯底表面的z軸方向的磁場(chǎng)，對(duì)于x和y軸方向的磁場(chǎng)，由于器件與這兩個(gè)方向平行，不能測(cè)量x或者y軸方向的磁場(chǎng)。在弱磁測(cè)量應(yīng)用中，當(dāng)需要額外測(cè)量x或y軸方向的磁場(chǎng)分量時(shí)，通常采用的方法是在此方向上安裝另一個(gè)器件來(lái)測(cè)量這個(gè)方向的磁場(chǎng)。這種方法要求兩個(gè)器件安裝時(shí)相互垂直，而且利用導(dǎo)線將每個(gè)低溫dcsquid器件和室溫讀出電路連接時(shí)，這些導(dǎo)線通常不在一個(gè)平面上，因此，相比單個(gè)器件，增加了體積和安裝難度。當(dāng)再增加測(cè)量一個(gè)方向磁場(chǎng)的要求，即同時(shí)測(cè)量x，y和z軸方向三個(gè)方向的磁場(chǎng)時(shí)，需要將三個(gè)器件集成在一個(gè)立方體的三個(gè)相鄰的表面，每個(gè)dcsquid器件測(cè)量一個(gè)空間方向的磁場(chǎng)，如圖3所示，構(gòu)成三維磁場(chǎng)測(cè)量組件，因?yàn)槔萌齻€(gè)方向的磁場(chǎng)可以合成空間磁場(chǎng)，因此，三維磁場(chǎng)測(cè)量組件在弱磁測(cè)量應(yīng)用中測(cè)量磁場(chǎng)變化，尤其是在無(wú)屏蔽環(huán)境下測(cè)量地球磁場(chǎng)變化等應(yīng)用中具有重要的作用。但是三維磁場(chǎng)測(cè)量組件，相比單個(gè)器件而言，其體積增大，3個(gè)器件的安裝難度增加，而且組件中立方體的加工精度和dcsquid器件固定在立方體表面的精度造成了三維測(cè)量組件的非正交性誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種三維磁場(chǎng)測(cè)量組件及制備方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中三維磁場(chǎng)測(cè)量組件體積大、安裝難度大、立方體結(jié)構(gòu)造成的三維測(cè)量組件非正交性誤差大等問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種三維磁場(chǎng)測(cè)量組件的制備方法，所述制備方法至少包括：

首先提供一襯底，然后在所述襯底上制備第一squid器件、第二squid器件、第三squid器件、第一探測(cè)線圈、第二探測(cè)線圈以及第三探測(cè)線圈，其中，制備的第一探測(cè)線圈與所述第一squid器件相連，且所述第一探測(cè)線圈的法線方向與x軸方向平行，用于測(cè)量x軸方向磁場(chǎng)；制備的第二探測(cè)線圈與所述第二squid器件相連，且所述第二探測(cè)線圈的法線方向與y軸方向平行，用于測(cè)量y軸方向磁場(chǎng)；制備的第三探測(cè)線圈與所述第三squid器件相連，且所述第三探測(cè)線圈的法線方向與z軸方向平行，用于測(cè)量z軸方向磁場(chǎng)。

作為本發(fā)明三維磁場(chǎng)測(cè)量組件的制備方法的一種優(yōu)化的方案，所述制備第一squid器件方法包括：

1)提供一襯底，于所述襯底上依次外延生長(zhǎng)第一超導(dǎo)材料層、第一絕緣材料層、第二超導(dǎo)材料層的三層薄膜結(jié)構(gòu)；

2)刻蝕所述三層薄膜結(jié)構(gòu)，以形成底電極；

3)刻蝕所述底電極上的部分所述第二超導(dǎo)材料層和第一絕緣材料層以形成約瑟夫森結(jié)；

4)在所述步驟3)形成的結(jié)構(gòu)表面形成第二絕緣材料層，開(kāi)孔以露出所述約瑟夫森結(jié)的第二超導(dǎo)材料層表面、底電極表面；

5)沉積第三超導(dǎo)材料層，并刻蝕所述第三超導(dǎo)材料層形成頂電極和輸入線圈，所述頂電極用于引出所述約瑟夫森結(jié)。

作為本發(fā)明三維磁場(chǎng)測(cè)量組件的制備方法的一種優(yōu)化的方案，所述第二squid器件和第三squid器件的制備方法與所述第一squid器件的制備方法相同。

作為本發(fā)明三維磁場(chǎng)測(cè)量組件的制備方法的一種優(yōu)化的方案，所述第一探測(cè)線圈的制備方法包括：

在所述步驟2)中，形成所述底電極的同時(shí)，刻蝕所述三層薄膜結(jié)構(gòu)，形成多條底層探測(cè)線圈層；

在所述步驟3)中，形成所述約瑟夫森結(jié)的同時(shí)，刻蝕去除所述多條底層探測(cè)線圈層上的所述第二超導(dǎo)材料層和第一絕緣材料層；

在所述步驟4)中，開(kāi)孔露出所述約瑟夫森結(jié)的第二超導(dǎo)材料層表面、底電極表面的同時(shí)，開(kāi)孔露出每條底層探測(cè)線圈層的兩端表面；

在所述步驟5)中，形成所述頂電極、輸入線圈的同時(shí)，刻蝕所述第三超導(dǎo)材料層形成多條頂層探測(cè)線圈層，所述頂層探測(cè)線圈層通過(guò)開(kāi)孔連接相鄰兩條底層探測(cè)線圈層，并且所述頂層探測(cè)線圈層與所述輸入線圈相連，所述頂層探測(cè)線圈層和底層探測(cè)線圈層構(gòu)成第一探測(cè)線圈，所述第一探測(cè)線圈的法線方向與x軸方向平行。

作為本發(fā)明三維磁場(chǎng)測(cè)量組件的制備方法的一種優(yōu)化的方案，所述第二探測(cè)線圈的制備方法包括：

在所述步驟2)中，形成所述底電極的同時(shí)，刻蝕所述三層薄膜結(jié)構(gòu)，形成多條底層探測(cè)線圈層；

在所述步驟3)中，形成所述約瑟夫森結(jié)的同時(shí)，刻蝕去除所述多條底層探測(cè)線圈層上的所述第二超導(dǎo)材料層和第一絕緣材料層；

在所述步驟4)中，開(kāi)孔露出所述約瑟夫森結(jié)的第二超導(dǎo)材料層表面、底電極表面的同時(shí)，開(kāi)孔露出每條底層探測(cè)線圈層的兩端表面；

在所述步驟5)中，形成所述頂電極、輸入線圈的同時(shí)，刻蝕所述第三超導(dǎo)材料層形成多條頂層探測(cè)線圈層，所述頂層探測(cè)線圈層通過(guò)開(kāi)孔連接相鄰兩條底層探測(cè)線圈層，并且所述頂層探測(cè)線圈層與所述輸入線圈相連，所述頂層探測(cè)線圈層和底層探測(cè)線圈層構(gòu)成第二探測(cè)線圈，所述第二探測(cè)線圈的法線方向與y軸方向平行。

作為本發(fā)明三維磁場(chǎng)測(cè)量組件的制備方法的一種優(yōu)化的方案，所述第三探測(cè)線圈的制備方法包括：

在所述步驟5)中，形成所述頂電極、輸入線圈的同時(shí)，刻蝕所述第三超導(dǎo)材料層形成第三探測(cè)線圈，并且所述第三探測(cè)線圈與所述輸入線圈相連，所述第三探測(cè)線圈的法線方向與z軸方向平行。

本發(fā)明還提供一種利用上述制備方法制備獲得的三維磁場(chǎng)測(cè)量組件，所述三維磁場(chǎng)測(cè)量組件至少包括：襯底、制備在所述襯底上第一squid器件、第二squid器件、第三squid器件、第一探測(cè)線圈、第二探測(cè)線圈以及第三探測(cè)線圈，其中，所述第一探測(cè)線圈與所述第一squid器件相連，且所述第一探測(cè)線圈的法線方向與x軸方向平行，用于測(cè)量x軸方向磁場(chǎng)；所述第二探測(cè)線圈與所述第二squid器件相連，且所述第二探測(cè)線圈的法線方向與y軸方向平行，用于測(cè)量y軸方向磁場(chǎng)；所述第三探測(cè)線圈與所述第三squid器件相連，且所述第三探測(cè)線圈的法線方向與z軸方向平行，用于測(cè)量z軸方向磁場(chǎng)。

作為本發(fā)明三維磁場(chǎng)測(cè)量組件的一種優(yōu)化的方案，所述第一探測(cè)線圈和第二探測(cè)線圈為單匝或多匝結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明再提供一種利用上述測(cè)量組件進(jìn)行三維磁場(chǎng)測(cè)量的用途。

如上所述，本發(fā)明的三維磁場(chǎng)測(cè)量組件及制備方法，具有以下有益效果：

本發(fā)明在一個(gè)襯底上制備了3個(gè)squid器件，且每一個(gè)squid器件探測(cè)1個(gè)空間方向的磁場(chǎng)，這種方法省略了現(xiàn)有技術(shù)組件中的立方體結(jié)構(gòu)，減小了三維磁場(chǎng)探測(cè)組件的體積和安裝難度，降低了制備成本，縮小了三個(gè)器件之間非正交性誤差。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的squid與探測(cè)線圈及輸入線圈多層結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的squid與探測(cè)線圈及輸入線圈集成結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為現(xiàn)有技術(shù)中的立方體結(jié)構(gòu)的squid測(cè)量空間磁場(chǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4～圖8為本發(fā)明三維磁場(chǎng)測(cè)量組件中第一squid器件和第一探測(cè)線圈制備流程結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9為本發(fā)明三維磁場(chǎng)測(cè)量組件中第一squid器件和第一探測(cè)線圈的俯視圖。

圖10為本發(fā)明三維磁場(chǎng)測(cè)量組件中第三squid器件和第三探測(cè)線圈的俯視圖。

圖11為本發(fā)明三維磁場(chǎng)測(cè)量組件其中一種實(shí)施方式的整體俯視圖。

元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明

1squid器件

11第一squid器件

12第二squid器件

13第三squid器件

101襯底

102第一超導(dǎo)材料層

103第一絕緣材料層

104第二超導(dǎo)材料層

105底電極

106底層探測(cè)線圈層

10約瑟夫森結(jié)

107第二絕緣材料層

108頂電極

109頂層探測(cè)線圈層

2超導(dǎo)環(huán)

3輸入線圈

4探測(cè)線圈

401第一探測(cè)線圈

402第二探測(cè)線圈

403第三探測(cè)線圈

具體實(shí)施方式

以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過(guò)另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書(shū)中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒(méi)有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。

請(qǐng)參閱附圖。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。

本發(fā)明提供一種三維磁場(chǎng)測(cè)量組件的制備方法，所述制備方法至少包括：

首先提供一襯底，然后在所述襯底上制備第一squid器件、第二squid器件、第三squid器件、第一探測(cè)線圈、第二探測(cè)線圈以及第三探測(cè)線圈，其中，制備的第一探測(cè)線圈與所述第一squid器件相連，且所述第一探測(cè)線圈的法線方向與x軸方向平行，用于測(cè)量x軸方向磁場(chǎng)；制備的第二探測(cè)線圈與所述第二squid器件相連，且所述第二探測(cè)線圈的法線方向與y軸方向平行，用于測(cè)量y軸方向磁場(chǎng)；制備的第三探測(cè)線圈與所述第三squid器件相連，且所述第三探測(cè)線圈的法線方向與z軸方向平行，用于測(cè)量z軸方向磁場(chǎng)。

需要說(shuō)明的是，制備所述第一squid器件、第二squid器件和第三squid器件的方法步驟相同。制備所述第一探測(cè)線圈和第二探測(cè)線圈的方法步驟也相同，區(qū)別在于制備的第一探測(cè)線圈和第二探測(cè)線圈的法線方向不同。

本實(shí)施例中先以制備第一squid器件和第一探測(cè)線圈為例進(jìn)行說(shuō)明。另外，需要說(shuō)明的是，3個(gè)squid器件的制備和3個(gè)探測(cè)線圈的制備可以同時(shí)進(jìn)行。

首先執(zhí)行步驟1)，如圖4所示，提供一襯底101，于所述襯底101上依次外延生長(zhǎng)第一超導(dǎo)材料層102、第一絕緣材料層103、第二超導(dǎo)材料層104的三層薄膜結(jié)構(gòu)。

具體地，本發(fā)明可以采用磁控濺射方式依次外延生長(zhǎng)第一超導(dǎo)材料層102、第一絕緣材料層103、第二超導(dǎo)材料層104的三層薄膜結(jié)構(gòu)。所述第一超導(dǎo)材料層102、所述第一絕緣材料層103及所述第二超導(dǎo)材料層104可以在不破壞真空環(huán)境的情況下分別在不同的腔室生長(zhǎng)。

更具體地，提供一襯底101，所述襯底101包括：硅襯底、氧化鎂襯底或藍(lán)寶石襯底。在本實(shí)施例中，為了制備高質(zhì)量的超導(dǎo)薄膜，所述襯底101優(yōu)選為氧化鎂襯底。

作為示例，所述第一超導(dǎo)材料層102、第二超導(dǎo)材料層104可以為氮化鈮或鈮等。本實(shí)施例中，所述第一超導(dǎo)材料層102和第二超導(dǎo)材料層104均為氮化鈮材料。

作為示例，所述第一絕緣材料層103為氮化鋁、氧化鋁或氧化鎂等。本實(shí)施例中優(yōu)選氮化鋁作為第一絕緣材料層103。所述第一絕緣材料層103的厚度可以為1.2nm～2.4nm，在本實(shí)施例中，所述第一絕緣材料層103的厚度僅為2nm。

其次執(zhí)行步驟2)，如圖5所示，刻蝕所述三層薄膜結(jié)構(gòu)，以形成超導(dǎo)環(huán)和底電極105。

具體地，利用微加工工藝刻蝕出超導(dǎo)環(huán)和底電極105圖形，所述微加工工藝包括但不限于光刻和刻蝕?？涛g出的所述第一超導(dǎo)材料層102一部分作為超導(dǎo)環(huán)，一部分作為底電極105。

在本步驟中，刻蝕形成超導(dǎo)環(huán)和底電極105的同時(shí)，刻蝕三層薄膜結(jié)構(gòu)形成多條底層探測(cè)線圈層106，如圖5所示。所述底層探測(cè)線圈層106整體與第一squid器件11的距離根據(jù)具體器件的設(shè)計(jì)尺寸來(lái)定。所述底層探測(cè)線圈層106的形狀不限，其橫截面形狀優(yōu)選為長(zhǎng)方形。

然后執(zhí)行步驟3)，如圖6所示，刻蝕底電極105上的部分所述第二超導(dǎo)材料層104和第一絕緣材料層103以形成約瑟夫森結(jié)10。

如圖6所示，刻蝕底電極105上的部分所述第二超導(dǎo)材料層104和第一絕緣材料層103后，剩余的第二超導(dǎo)材料層104、第一絕緣材料層103和底電極105(即第一超導(dǎo)材料層)形成約瑟夫森結(jié)10。

本步驟中，形成約瑟夫森結(jié)10的同時(shí)刻蝕去除所述多條底層探測(cè)線圈層106上的所述第二超導(dǎo)材料層104和第一絕緣材料層103。

接著執(zhí)行步驟4)，如圖7所示，在所述步驟3)形成的結(jié)構(gòu)表面形成第二絕緣材料層107，開(kāi)孔以露出所述約瑟夫森結(jié)10的第二超導(dǎo)材料層104表面、底電極105表面。

具體地，所述第二絕緣材料層107的材質(zhì)為氮化硅或二氧化硅。在本實(shí)施例中，所述第二絕緣材料層107的材質(zhì)為氧化硅，在后續(xù)步驟中，用于隔離所述約瑟夫森結(jié)10的頂電極和底電極。

本步驟中，可以同時(shí)開(kāi)孔露出每條底層探測(cè)線圈層106的兩端表面，第二絕緣材料層107可以隔絕探測(cè)線圈的頂層和底層。

最后執(zhí)行步驟5)，如圖8和9所示，沉積第三超導(dǎo)材料層，并刻蝕所述第三超導(dǎo)材料層形成頂電極108和輸入線圈3，所述頂電極108用于引出所述約瑟夫森結(jié)10。圖8為剖視圖，圖9為圖8的俯視圖。

具體地，在步驟5)制備的結(jié)構(gòu)表面沉積所述第三超導(dǎo)材料層，刻蝕形成的頂電極108用于引出約瑟夫森結(jié)10的電性。

本步驟中，形成頂電極108、輸入線圈3的同時(shí)，刻蝕所述第三超導(dǎo)材料層形成多條頂層探測(cè)線圈層109，所述頂層探測(cè)線圈層109通過(guò)開(kāi)孔中的第三超導(dǎo)材料連接相鄰兩條底層探測(cè)線圈層106，并且所述頂層探測(cè)線圈層106與所述輸入線圈3相連，所述頂層探測(cè)線圈層106和底層探測(cè)線圈層109構(gòu)成第一探測(cè)線圈401，所述第一探測(cè)線圈401的法線方向與x軸方向平行，如圖9所示。所述第一探測(cè)線圈401可以是多匝結(jié)構(gòu)，也可以是單匝，即一個(gè)線圈。

作為示例，所述第三超導(dǎo)材料層可以為氮化鈮或鈮等。本實(shí)施例中，所述第三超導(dǎo)材料層為氮化鈮材料。

另外，所述第一探測(cè)線圈401的匝數(shù)和尺寸可以隨實(shí)驗(yàn)要求而優(yōu)化，以達(dá)到測(cè)量要求。

制備第二探測(cè)線圈402和第一探測(cè)線圈401的步驟類(lèi)似，唯一的區(qū)別在于，第二探測(cè)線圈402的法線方向與y軸方向平行。具體制備第二探測(cè)線圈402的步驟不再展開(kāi)描述。

制備第三探測(cè)線圈403與制備第一、二探測(cè)線圈401、402有所不同。只需要在上述步驟5)制備形成頂電極108、輸入線圈3的同時(shí)，刻蝕所述第三超導(dǎo)材料層便形成第三探測(cè)線圈403，并且所述第三探測(cè)線圈403與第三squid器件中13的輸入線圈相連，所述第三探測(cè)線圈403的法線方向與z軸方向平行，如圖10所示為第三squid器件13和第三探測(cè)線圈403。

在探測(cè)三維方向的磁場(chǎng)時(shí)，x，y和z軸方向的3個(gè)器件在襯底上排列的方式可以有多種設(shè)計(jì)，圖11給出其中一種排列方式，按此方式，可以在同一塊襯底101上制備分別可探測(cè)3個(gè)方向空間磁場(chǎng)的squid器件。

作為示例，本發(fā)明的3個(gè)squid器件均為dcsquid器件

本發(fā)明還提供一種三維磁場(chǎng)測(cè)量組件，如圖9～11所示，該組件由上述制備方法制備獲得，所述三維磁場(chǎng)測(cè)量組件至少包括：襯底101、制備在所述襯底101上第一squid器件11、第二squid器件12、第三squid器件13、第一探測(cè)線圈401、第二探測(cè)線圈402以及第三探測(cè)線圈403，其中，所述第一探測(cè)線圈401與所述第一squid器件11相連，且所述第一探測(cè)線圈401的法線方向與x軸方向平行，用于測(cè)量x軸方向磁場(chǎng)；所述第二探測(cè)線圈402與所述第二squid器件12相連，且所述第二探測(cè)線圈402的法線方向與y軸方向平行，用于測(cè)量y軸方向磁場(chǎng)；所述第三探測(cè)線圈403與所述第三squid器件13相連，且所述第三探測(cè)線圈403的法線方向與z軸方向平行，用于測(cè)量z軸方向磁場(chǎng)。

組件中，所述第一探測(cè)線圈401和第二探測(cè)線圈402為單匝或多匝結(jié)構(gòu)。所述第一探測(cè)線圈401和第二探測(cè)線圈402的底層探測(cè)線圈層與器件中的第一超導(dǎo)材料層(超導(dǎo)環(huán)和底電極)為同一層，頂層探測(cè)線圈層與第三超導(dǎo)材料層(頂電極和輸入線圈)為同一層。

利用本發(fā)明的測(cè)量組件，可以順利測(cè)量出三個(gè)空間方向的磁場(chǎng)，不需要立方體結(jié)構(gòu)進(jìn)行額外的安裝，大幅度降低測(cè)量誤差。

上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。