高温超导量子干涉仪更具实用价值 政策推动行业研制能力提升
高温超导量子干涉仪,一种采用临界温度在77K以上高温超导材料制造而成的可对磁场微小变化进行测量的仪器,需要工作在液氮环境中。
超导量子干涉仪(SQUID),一种将磁通转化为电压的高灵敏度探测器,主要用于磁场测量方面,可以探测微弱磁信号。按照超导材料不同来划分,超导量子干涉仪包括低温超导量子干涉仪、高温超导量子干涉仪两大类产品。
目前,超导量子干涉仪已经应用于医疗领域,用来制造脑磁图(MEG)等设备。脑磁图可以无损探测大脑微弱生物磁场信号,主要应用在癫痫、帕金森、脑梗死等疾病诊疗方面。但现阶段的超导量子干涉仪一般是低温超导量子干涉仪,需要工作在液氦环境中,液氦制备难度大、价格高昂,仪器运行消耗液氦,因此使用成本高,且产品体积庞大,导致其市场渗透率低。
根据新思界产业研究中心发布的《2024-2029年中国高温超导量子干涉仪行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,高温超导量子干涉仪工作在液氮环境中,液氮易得、价格较低,因此仪器使用成本较低,且产品体积小、重量轻,相比低温超导量子干涉仪更具实用价值,为超导量子干涉推广应用创造了良好条件。
从原材料生产方面来看,现阶段,我国高温超导材料研制实力强,主流产品铜基超导材料例如铋锶钙铜氧(BSCCO)、钇钡铜氧(YBCO)的产品性能、生产能力已经达到国际先进水平,新型铁基超导研究实力处于国际领先地位,代表性企业主要有西部超导、永鼎股份、百利电气、宝盛股份等,为我国高温超导量子干涉仪行业发展奠定了坚实基础。
高温超导量子干涉仪除了可以应用在临床医学领域外,还可以应用到材料科学、地质勘探、工业无损检测等方面。但与低温超导量子干涉仪相比,高温超导量子干涉仪灵敏度略差,测量精度随之降低,性能还需不断优化。
新思界行业分析人士表示,我国科技部发布的2023年度国家重点研发计划“基础科研条件与重大科学仪器设备研发”重点专项中,提出开发低功耗高温超导量子干涉磁场探测器,突破双晶约瑟夫森结和高温台阶结制备、高温SQUID单元结构及其阵列化设计、磁通有效面积有效提高、斯特林机低功耗/小型化等关键技术。这将推动我国高温超导量子干涉仪研制能力不断提升。