Кончик иглы, которым водят по поверхности, чтобы почувствовать неровности, обзавёлся сверхчувствительным «носом» для магнитных полей. Учёные собрали на острие кантилевера — тонкой упругой балки, как в атомно-силовом микроскопе, — крошечный сверхпроводящий контур, который ловит малейшие колебания магнитного потока.
Сначала на кремниевой пластине вырастили проволочный каркас в форме пирамидки. Затем под углом напылили сверхпроводящий ниобий, и на рёбрах каркаса осели тонкие провода. В вершине, где они сходятся, ионным пучком прорезали две узкие перемычки — получился СКВИД: сверхпроводящее кольцо с двумя слабыми местами. Через них ток течёт квантовыми порциями, и любое изменение магнитного поля меняет этот ток — прибор это чувствует.
Такой зонд работает даже в сильном магнитном поле — до 1 тесла, как внутри аппарата МРТ. А провода каркаса можно использовать как локальную катушку: подать ток и менять магнитное поле прямо под кончиком. Раньше сверхпроводящие сенсоры в таких полях теряли чувствительность, а этот — держит.
Технология не штучная: на одной пластине помещаются сотни зондов, готовых к массовому производству. Кончик иглы, который раньше только щупал поверхность, теперь видит магнитный узор материала.
Сверхпроводящий контур на кончике зонда способен уловить изменение магнитного поля в миллиард раз слабее поля Земли.