میکروسکوپ تداخل کوانتومی ابررسانای روبشی برای اندازه گیری شار ذرات و همچنین بررسی ابررسانایی و خواص فرومغناطیس مورد استفاده قرار گرفته است. میکروسکوپ ابررسانای روبشی ابزاری برای تهیه تصویر از میدان های مغناطیسی سطحی است. تقریباً هر سیگنال الکتریکی یا مغناطیسی با فرکانس پایین که قادر به تبدیل سیگنال شار مغناطیسی باشد، با این میکروسکوپ قابل شناسایی است.
کاربردهای میکروسکوپ تداخل کوانتومی ابررسانای روبشی عبارتند از:
- مطالعه خواص مغناطیسی و الکترونیکی مواد؛
- جستجوی منابع انرژی حرارتی در خاک؛
- مطالعات پالئومغناطیسی؛
- تحقیقات بیومغناطیس؛
- اندازه گیری دما؛
- شناسایی و تعیین ساختارهای مغناطیسی سطح زمین و دریا.
در میکروسکوپ SSM، یک وسیله تداخل کوانتومی ابررسانا (Superconducting Quantum Interference Device -SQUID) کوچک روی سوزن نصب می شود تا بتواند در فاصله نزدیک به سطح نمونه، اندازه گیری را انجام دهد.
از آنجایی که SQUID از مواد ابررسانا تشکیل شده است، فقط در دماهای پایین می تواند عمل کند. یعنی هم حسگر و هم نمونه داخل محفظه حاوی هلیوم یا نیتروژن مایع غوطه ور شده و حسگر با استفاده از جریان گاز خنک می شود. مزیت این حالت این است که نمونه ها می توانند در دماهای مختلف، از جمله دمای اتاق نگه داشته شوند. این مزیت برای نمونه هایی از جنس مواد آلی مناسب است.
چون مدار SQUID از جنس ماده ابررسانا ساخته می شود، شار عبوری در معرض شار کانونی قرار می گیرد. با توجه به اینکه ابررساناها از جنس مواد دیامغناطیس کامل هستند، بنابراین خطوط میدان مغناطیسی به جای این که به طور معمول به ماده حلقه انتخاب شده نفوذ کنند، به اطراف محوطه داخلی حلقه خمیده می شوند. این امر باعث افزایش سطح مؤثر حلقه انتخابی می شود که در نتیجه پاسخ دستگاه افزایش می یابد.
این مقاله در شماره 26 فصلنامه دانش آزمایشگاهی ایران (تابستان 1398) منتشر شده است.