介绍了一种基于光泵磁力仪 (OPM) 的非侵入式功能性脑成像系统。基于 OPM 的脑磁图 (MEG) 系统具有 20 个与受试者头皮相符的 OPM 通道。我们对三名受试者进行了两项 MEG 实验:使用基于 OPM 的 MEG 系统和基于超导量子干涉装置 (SQUID) 的商用 MEG 系统评估体感诱发磁场 (SEF) 和听觉诱发磁场 (AEF)。我们通过计算基于 OPM 的 MEG 系统产生的等效电流偶极子 (ECD) 位置与基于商用 SQUID 的 MEG 系统计算出的 ECD 位置之间的距离来交叉验证我们系统的稳健性。我们对这三名受试者的 SEF 和 AEF 反应都实现了亚厘米级的精度。由于 OPM 通道与头皮的距离较近(12 毫米),预计未来基于 OPM 的 MEG 系统将提供增强的空间分辨率,因为与采用 SQUID 的传统 MEG 系统相比,它们将捕获更精细的空间特征。
X射线照相成像方案集中在特定的身体区域上,因此产生了相似性的图像并产生跨染料的复发性解剖结构。为了利用这些结构化信息,我们建议使用空间感知的记忆队列在射线照相图像(缩写为squid)中进行镶嵌和检测异常。我们表明,鱿鱼可以将无网状的解剖结构分类为复发模式。在推论中,它可以识别图像中的异常(未见/修改模式)。squid在无监督的异常检测中超过了13种最先进的方法,在两个胸部X射线基准数据集中至少在曲线下测量的两个胸部X射线基准数据集(AUC)。此外,我们还制定了一个新的数据集(数字解剖),该数据集综合了胸部解剖结构的空间相关性和一致的形状。我们希望数字解剖学能够促使异常检测方法的开发,评估和解释性。
我们的团队开发了一种新型超导双环干涉仪(也称为 bi-SQUID),并获得了专利,这种干涉仪可以产生专门设计用于表现出高度线性响应的磁通量传感器。我们的 bi-SQUID 由基于近中观 Cu 约瑟夫森结的铝双环 bi-SQUID 组成。我们还预计,在更高的临界温度下运行的其他超导材料也是可行的。这种方案为传统的基于隧道结的干涉仪提供了一种替代的制造方法,其中结特性以及因此的磁通量对电压和磁通量对临界电流的器件响应可以通过金属弱连接的几何形状进行大量且轻松的调整。我们的 SQUID 系统已经在其响应的线性度方面表现出了巨大的改进,并且由于我们独特的专利设计,我们预计,如果需要,可以在运行过程中进一步提高 bi-SQUID 器件的性能。因此,如果用来替代目前在多通道超导生物磁系统中使用的传统SQUID,我们开发和测试的双SQUID几何结构有望提供一种设计,该设计可能能够为医疗应用提供下一代高灵敏度和高分辨率的超导磁传感器。
对化学和生物检测灵敏度提高的需求正在蓬勃发展。质谱法是最强大的生物测量方法之一,全球每天进行数百万次测量。超导量子干涉装置 (SQUID) 在克服该技术的噪声限制方面表现出巨大潜力,可以将信噪比提高十倍。电子显微镜与 X 射线光谱法相结合通常用于可视化材料内元素的分布,将其与过渡边缘传感器 (TES) 和 SQUID 相结合可以将灵敏度提高 100 倍。这种检测方面的改进不仅会极大地造福生命科学领域的许多领域,而且还会彻底改变许多高科技领域的化学分析,例如航空航天、电动汽车、卫星和半导体行业。
对化学和生物检测灵敏度提高的需求正在迅速增长。质谱法是最有效的生物测量方法之一,全球每天进行数百万次测量。超导量子干涉装置 (SQUID) 在克服该技术的噪声限制方面表现出巨大潜力,可将信噪比提高十倍。电子显微镜与 X 射线光谱法相结合通常用于可视化材料内元素的分布,将其与过渡边缘传感器 (TES) 和 SQUID 相结合可以将灵敏度提高 100 倍。这种检测方面的改进不仅将极大地造福生命科学领域的许多领域,而且还将彻底改变航空航天、电动汽车、卫星和半导体行业等许多高科技领域的化学分析。
• 许多红外天文学需要< 3 K,因此不能通过制冷机来满足 – “无制冷剂”超导磁体或SQUID阵列 – 再液化LN 2 、LHe或其他制冷剂 – 热辐射屏蔽的冷却 – 基于HiTc的电子设备的冷却,例如用于电池的微波滤波器
摘要 在本篇观点文章中,我们评估了使用聚焦电子和离子束直接制造纳米级超导器件及其在量子技术中的应用的当前研究状况。首先,本文介绍了主要的超导器件及其通过标准光刻技术(例如光学光刻和电子束光刻)制造的方法。然后,展示了通过铣削或辐照对超导体进行聚焦离子束图案化,以及通过聚焦电子和离子束诱导沉积来生长超导器件。我们认为这些无抗蚀剂直接生长技术对量子技术的主要好处包括能够制作电纳米接触和电路编辑、制造高分辨率超导谐振器、创建约瑟夫森结和用于尖端传感器的超导量子干涉装置 (SQUID)、图案化高温超导 SQUID 和其他超导电路,以及探索通量电子学和拓扑超导性。
SQUID:约瑟夫森效应是由于量子力学隧道效应,超电流在两个弱连接的超导体之间流动的现象。 B.D.约瑟夫森因发现这一效应获得了1973年诺贝尔物理学奖。 SQUID(超导量子干涉装置)利用约瑟夫森效应产生的量子干涉,被称为超灵敏磁场传感器,其分辨率可达5aT(5×10-18T)。这是一种广泛用作MEG(脑磁图)和MCG(心磁图)的传感器。 心磁图 (MCG) 自 2003 年起在日本纳入保险范围。用于诊断心律失常、心力衰竭和心肌梗塞。脑磁图 (MEG) 于 1990 年代引入日本。自 2000 年以来,它已成为多通道。2004 年,术前神经磁诊断设备纳入保险范围。2012 年,保险范围扩大到包括感觉和运动障碍的诊断。