In this paper, an overview of the current status of high-Tc superconducting quantum interference devices (SQUIDs), from device engineering to biomagnetic applications, is given. The authors offer a description of the current status of SQUID sensors, challenges encountered, and the solution of fabricating SQUID sensors with low flux noises. The current challenge that we face is to fabricate high-Tc SQUIDs that are not only more reproducible than the current technology but also capable of providing a high IcRn product and fabricating SQUID with high yield. Improvement of flux noises and fabrication yield in the integrated multichoices directly coupled SQUID magnetometer or gradiometer with series SQUID array are presented. High-Tc SQUID magnetometers exhibiting magnetic field sensitivity of 3050fTHz12 or better at 100Hz was demonstrated by incorporating serial SQUID into the pickup loop of the magnetometers. New technologies currently being developed and applications for high-Tc SQUIDs are addressed.

1.
D.
Koelle
,
R.
Kleiner
,
F.
Ludwig
,
E.
Danster
, and
John
Clarke
,
Rev. Mod. Phys.
71
,
631
(
1999
).
2.
H.
Hilgenkamp
and
J.
Mannhart
,
Rev. Mod. Phys.
74
,
485
(
2002
).
3.
N.
Khare
,
Handbook of High-Temperature Superconductor Electronics
(
Dekker
,
New York
,
2003
).
4.
J.
Clarke
and
A. I.
Braginski
,
The SQUID Handbook
(
Wiley-VCH Verlag
,
Berlin
,
2004
), Vol.
1
.
5.
R. H.
Koch
,
C. P.
Umbach
,
C. P.
Clark
,
M. W.
Cromar
, and
R. B.
Laibowitz
,
Appl. Phys. Lett.
51
,
200
(
1988
).
6.
D.
Dimos
,
P.
Chaudhari
,
J.
Mannhart
, and
F. K.
LeGoues
,
Phys. Rev. Lett.
61
,
219
(
1988
).
7.
C. H.
Wu
,
J. C.
Chen
,
K. L.
Chen
,
H. C.
Yang
,
H. E.
Horng
, and
J. T.
Jeng
,
Appl. Phys. Lett.
88
,
102504
(
2006
).
8.
R. W.
Simons
,
J. B.
Bulman
,
J. F.
Burch
,
S. B.
Corns
,
K. P.
Daly
,
W. D.
Dozer
,
R.
Hu
,
A. E.
Lee
,
J. A.
Luiere
,
J. A.
Platt
,
C. E.
Schwarzbek
,
M. S.
Wire
, and
M. J.
Zani
,
IEEE Trans. Magn.
27
,
3209
(
1991
).
9.
C. H.
Wu
,
M. J.
Chen
,
J. C.
Chen
,
K. L.
Chen
,
H. C.
Yang
,
M. S.
Hsu
,
T. S.
Lai
,
Y. S.
Tsai
,
H. E.
Horng
,
J. H.
Chen
, and
J. T.
Jeng
,
Rev. Sci. Instrum.
77
,
033901
(
2006
).
10.
C. H.
Wu
,
M. J.
Chen
,
M. H.
Hsu
,
J. H.
Chen
,
K. L.
Chen
,
J. C.
Chen
,
T. S.
Lai
,
H. E.
Horng
, and
H. C.
Yang
,
Physica C
433
,
108
(
2005
).
11.
E.
Dantsker
,
S.
Tanaka
, and
J.
Clarke
,
Appl. Phys. Lett.
70
,
2037
(
1997
).
12.
Y. Q.
Shen
,
Z. J.
Sun
,
R.
Kromann
,
T.
Holst
,
P.
Vase
, and
T.
Freltoft
,
Appl. Phys. Lett.
67
,
2081
(
1995
).
13.
F.
Ludwig
,
E.
Danstsker
,
D.
koelle
,
A. H.
Miklich
, and
J.
Clarke
,
Appl. Supercond.
3
,
383
(
1995
).
14.
M. I.
Faley
,
U.
Poppe
,
K.
Urban
,
D. N.
Paulson
,
T. N.
Starr
, and
R. L.
Fagaly
,
IEEE Trans. Appl. Supercond.
11
,
1383
(
2001
).
15.
H. C.
Yang
,
C. H.
Wu
,
J. C.
Chen
,
K. L.
Chen
,
H. E.
Horng
,
Y. S.
Tsai
, and
S. Y.
Yang
,
J. Appl. Phys.
102
,
024508
(
2007
).
16.
C. H.
Wu
,
K. L.
Chen
,
J. C.
Chen
,
H. C.
Yang
,
J. C.
Chen
, and
H. E.
Horng
,
Supercond. Sci. Technol.
19
,
S246
(
2006
).
17.
K.
Enpuku
,
T.
Minotani
,
T.
Gima
,
Y.
Kuroki
,
Y.
Itoh
,
M.
Yamashita
,
Y.
Katakura
, and
S.
Kuhara
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 2
38
,
L1102
(
1999
).
18.
K.
Enpuku
,
M.
Hotta
, and
A.
Najkahodo
,
Physica C
357–360
,
1462
(
2001
).
19.
H. C.
Yang
,
T. Y.
Wu
,
H. E.
Horng
,
C. C.
Wu
,
S. Y.
Yang
,
S. H.
Liao
,
C. H.
Wu
,
J. T.
Jeng
,
J. C.
Chen
,
K. L.
Chen
, and
M. J.
Chen
,
Supercond. Sci. Technol.
19
,
S297
(
2006
).
20.
H. C.
Yang
,
S. Y.
Wang
,
J. T.
Jeng
,
J. H.
Chen
,
C. H.
Wu
,
M. J.
Chen
,
J. C.
Chen
, and
H. E.
Horng
,
J. Low Temp. Phys.
131
,
509
(
2003
).
21.
R. D.
Black
,
P. B.
Roemer
,
A.
Mogro-Campero
,
L. G.
Turner
, and
K. W.
Rohling
,
Appl. Phys. Lett.
62
,
771
(
1993
).
22.
H. W.
Yu
,
M. J.
Chen
,
H. C.
Yang
,
S. Y.
Yang
, and
H. E.
Horng
,
IEEE Trans. Appl. Supercond.
9
,
3101
(
1999
).
23.
H. W.
Yu
,
M. J.
Chen
,
H. C.
Yang
,
S. Y.
Yang
, and
H. E.
Horng
,
Physica C
163–169
,
333
(
2000
).
24.
C. H.
Wu
,
H. C.
Yang
,
J. C.
Chen
,
K. L.
Chen
,
M. J.
Chen
, and
H. E.
Horng
,
J. Appl. Phys.
100
,
064510
(
2006
).
25.
L. M.
Wang
,
H. W.
Yu
,
H. C.
Yang
, and
H. E.
Horng
,
Physica C
256
,
57
(
1996
).
26.
K. L.
Chen
,
J. H.
Chen
,
H. C.
Yang
, and
H. E.
Horng
,
Physica C
372–376
,
1078
(
2002
).
27.
L. P.
Lee
,
J.
Longo
,
V.
Vinetskiy
, and
R.
Canter
,
Appl. Phys. Lett.
66
,
1539
(
1995
).
28.
R.
Canter
,
L. P.
Lee
,
M.
Teepe
,
V.
Vinetskiy
, and
J.
Longo
,
IEEE Trans. Appl. Supercond.
5
,
2927
(
1995
).
29.
D.
Drung
,
F.
Ludwig
,
W.
Müller
,
U.
Stenhoff
,
L.
Trams
,
Y. Q.
Shen
,
M. B.
Jensen
,
P.
Vase
,
T.
Holst
,
T.
Freltoft
, and
G.
Curio
,
Appl. Phys. Lett.
68
,
1421
(
1996
).
30.
R. P.
Welty
and
J. M.
Martinis
,
IEEE Trans. Magn.
27
,
2924
(
1991
).
31.
K. G.
Stawiasz
and
M. B.
Ketchen
,
IEEE Trans. Appl. Supercond.
3
,
1808
(
1993
).
32.
D.
Koelle
,
A. H.
Miklich
,
F.
Ludwig
,
E.
Dantsker
,
D. T.
Nemeth
, and
J.
Clarke
,
Appl. Phys. Lett.
63
,
2271
(
1993
).
33.
S. G.
Lee
,
Y.
Huh
,
G. S.
Park.
,
I. S.
Kim
,
Y. K.
Park
, and
J. C.
Park
,
IEEE Trans. Appl. Supercond.
7
,
3347
(
1997
).
34.
V.
Schultze
,
V.
Zakosarenko
,
R.
Usselsteijn
,
J.
Ramos
, and
H. G.
Meyer
,
IEEE Trans. Appl. Supercond.
9
,
3279
(
1999
).
35.
C.-H.
Wu
,
J.-H.
Chen
,
J.-C.
Chen
,
H.-E.
Horng
, and
H.-C.
Yang
,
Chin. J. Phys. (Taipei)
43
,
675
(
2005
).
36.
R. H.
Koch
,
J. Z.
Sun
,
V.
Foglietti
, and
W.
Gallagher
,
Appl. Phys. Lett.
67
,
709
(
1995
).
37.
M. S.
Diorio
,
K. Y.
Yang
,
S.
Yoshizumi
,
S. G.
Haupt
,
D.
Haran
,
R. H.
Koch
,
F. P.
Miliken
,
J. R.
Rozen
,
D. K.
Lathrop
,
S.
Kumar
, and
A.
Trammell
 III
,
IEEE Trans. Appl. Supercond.
9
,
4428
(
1999
).
38.
H. M.
Cho
,
Y. T.
Anderson
,
J.
Clarke
,
M. S.
Dilorio
,
K. Y.
Yang
, and
S.
Yoshimuzi
,
Appl. Phys. Lett.
79
,
2438
(
2001
).
39.
K.
Yokosawa
,
S.
Kuriki
,
S.
Hirano
,
H.
Oyama
,
D.
Suzuki
, and
K.
Tsukada
,
J. Appl. Phys.
90
,
4049
(
2002
).
40.
H.
Oyma
,
S.
Kuriki
, and
M.
Matsuda
,
IEEE Trans. Appl. Supercond.
11
,
1331
(
2001
).
41.
M. I.
Faley
,
C. L.
Jia
,
L.
Houben
,
D.
Meertens
,
U.
Poppe
, and
K.
Urban
,
Supercond. Sci. Technol.
19
,
S195
(
2006
).
42.
H. C.
Yang
,
J. C.
Chen
,
C. H.
Wu
,
K. L.
Chen
,
H. E.
Horng
,
Y. S.
Tsai
, and
S. Y.
Yang
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
033501
(
2008
).
43.
W.
Eidelloth
,
B.
Oh
,
R. P.
Robertazzi
,
W. J.
Gallagher
, and
R. H.
Koch
,
Appl. Phys. Lett.
59
,
3473
(
1991
).
44.
V.
Zakosarenko
,
F.
Schmidl
,
H.
Schneidewind
,
L.
Dorrer
, and
P.
Seidel
,
Appl. Phys. Lett.
65
,
779
(
1994
).
45.
K.
Yokosawa
,
A.
Tsukamoto
,
T.
Miyashita
,
A.
Kandori
,
K.
Tsukada
, and
K.
Takagi
,
Supercond. Sci. Technol.
15
,
136
(
2002
).
46.
P.
Seidel
,
R.
Weidl
,
S.
Brabetz
,
F.
Schmidl
,
H.
Nowak
, and
U.
Ledders
,
Appl. Supercond.
6
,
309
(
1998
).
47.
C.
Carr
,
E. J.
Romans
,
A. J.
Miller
,
A.
Eulenburg
,
G. B.
Donaldson
, and
C. M.
Pegrum
,
IEEE Trans. Appl. Supercond.
11
,
1351
(
2001
).
48.
R.
Weidl
,
S.
Brabetz
,
F.
Schmidl
,
F.
Klemm
,
S.
Wunderlich
, and
P.
Seidel
,
Supercond. Sci. Technol.
10
,
95
(
1997
).
49.
K. A.
Kouznetsov
,
J.
Borgmann
, and
J.
Clarke
,
Appl. Phys. Lett.
75
,
1979
(
1999
).
50.
K. A.
Kouznetsov
,
J.
Borgmann
, and
J.
Clarke
,
Rev. Sci. Instrum.
71
,
2873
(
2000
).
51.
A.
Kittel
,
K. A.
Kouznetsov
,
R.
McDermott
,
B.
Oh
, and
J.
Clarke
,
Appl. Phys. Lett.
73
,
2197
(
1998
).
52.
M.
Bick
,
K. E.
Leslie
,
R. A.
Binks
,
D. L.
Tilbrook
,
S. K. H.
Lam
,
R.
Gnanarajan
,
J.
Du
, and
C. P.
Foley
,
Appl. Phys. Lett.
84
,
5347
(
2004
).
53.
S. G.
Lee
,
S. M.
Park
,
C. S.
Kang
,
K.-K.
Yu
,
I.-S.
Kim
, and
Y.
Park
,
Appl. Phys. Lett.
84
,
568
(
2004
).
54.
K. L.
Chen
,
C. H.
Wu
,
J. C.
Chen
,
H. C.
Yang
,
J. H.
Chen
,
M. H.
Hsu
, and
H. E.
Horng
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
192505
(
2006
).
55.
Y.
Zhang
,
H.-M.
Mück
,
M.
Bode
,
K.
Herrmann
,
J.
Schubert
,
W.
Zander
,
A. I.
Braginski
, and
C.
Heiden
,
Appl. Phys. Lett.
60
,
2303
(
1992
).
56.
Y.
Zhang
,
Appl. Supercond.
11
,
1038
(
2001
).
57.
Y.
Zhang
,
N.
Wolters
,
J.
Schubert
,
D.
Lomparski
,
M.
Banzet
,
G.
Panaitov
,
H.-J.
Krause
,
M.
Mück
, and
A. I.
Braginski
,
IEEE Trans. Appl. Supercond.
13
,
389
(
1998
).
58.
J.
Krukijärvi
,
J. Appl. Phys.
44
,
3729
(
2003
).
59.
Y.
Zhang
,
N.
Wolters
,
X. H.
Zeng
,
J.
Schubert
,
W.
Zander
,
H.
Soltner
,
H. R.
Yi
,
M.
Banzet
,
F.
Rüders
, and
A. I.
Braginski
,
Appl. Supercond.
6
,
385
(
1998
).
60.
Y.
Zhang
,
J.
Schubert
,
N.
Wolters
,
M.
Banzet
,
W.
Zander
, and
H. J.
Krause
,
Physica C
372–376
,
282
(
2002
).
61.
K.
Chen
,
S. A.
Cybart
, and
R. C.
Dyne
,
Appl. Phys. Lett.
85
,
2863
(
2004
).
62.
N.
Bergeal
,
X.
Grison
,
J.
Lesueur
,
G.
Aprili
, and
J. P.
Contour
,
Appl. Phys. Lett.
87
,
102502
(
2005
).
63.
J. J.
Chieh
,
S. Y.
Yang
,
Z. F.
Jian
,
W. C.
Wang
,
H. E.
Horng
,
H. C.
Yang
, and
C. Y.
Hong
,
J. Appl. Phys.
103
,
014703
(
2008
).
64.
S.
Katsura
,
T.
Yasuda
,
K.
Hirano
,
A.
Mizuno
, and
S.
Tanaka
,
Supercond. Sci. Technol.
14
,
1131
(
2001
).
65.
J.
Claycomb
,
M.
Nersesyan
,
D.
Luss
, and
J. H.
Miller
, Jr.
,
IEEE Trans. Appl. Supercond.
11
,
863
(
2001
).
66.
S.
Tanaka
,
N.
Hotta
,
S.
Kudo
,
S.
Tsuboi
, and
Y.
Hatsukade
,
Chin. J. Phys. (Taipei)
42
,
526
(
2004
).
67.
S.
Tanaka
,
A.
Hirata
,
Y.
Saito
,
T.
Mizoguchi
,
Y.
Tamaki
,
I.
Sakita
, and
M.
Monden
,
IEEE Trans. Appl. Supercond.
11
,
665
(
2001
).
68.
Y. R.
Chemla
,
H. L.
Grossman
,
T. S.
Lee
,
J.
Clarke
,
M.
Adamkiewicz
, and
B. B.
Buchanan
,
Biophys. J.
76
,
3323
(
1999
).
69.
Y.
Zhang
,
N.
Wolters
,
D.
Lomparski
,
W.
Zander
,
M.
Banzet
,
J.
Schubert
,
H.-J.
Krause
, and
P.
van Leeuwen
,
IEEE Trans. Appl. Supercond.
15
,
631
(
2005
).
You do not currently have access to this content.