利用几何效应传感超电流

我们描述了一种超导三端器件，该器件利用一种称为电流拥挤的简单几何效应来感知电流流动并驱动读出信号。该器件由一个“Y”形电流合并器构成，两股电流（传感电流和偏置电流）从“Y”形的上臂进入，交汇后从“Y”形的下腿流出。这种将两个输入在尖锐交汇点混合的几何结构，其灵感来源于流体系统中的Y形合并器，其中输入压力的变化会在交汇处产生湍流和混合。当电流被添加到一个臂（传感臂）或从中移除时，另一个臂（偏置臂）中的超导临界电流会受到调制。因此，可以通过测量偏置臂的临界电流来确定传感臂中的电流。偏置临界电流对传感电流的依赖性之所以可能，是因为电流拥挤导致传感电流与偏置臂发生局部相互作用。测量偏置臂中的临界电流不会破坏传感臂或下腿的超导状态，因此在测量过程之后，待传感的信号会完全恢复。因此，该器件具有在超导技术和材料领域广泛应用的潜力。