JP2596123B2 - 磁気検出装置 - Google Patents
磁気検出装置Info
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- JP2596123B2 JP2596123B2 JP1108005A JP10800589A JP2596123B2 JP 2596123 B2 JP2596123 B2 JP 2596123B2 JP 1108005 A JP1108005 A JP 1108005A JP 10800589 A JP10800589 A JP 10800589A JP 2596123 B2 JP2596123 B2 JP 2596123B2
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- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は磁気検出器に係り、詳しくはアハラノフボー
ム効果（AB効果）を利用した高感度磁気検出器に関す
る。
ム効果（AB効果）を利用した高感度磁気検出器に関す
る。
（従来の技術） 従来AB効果を利用して金属や半導体における常伝導を
利用した量子干渉磁束計すなち磁気センサーが提案され
ている。これらは超伝導体を利用した超伝導量子磁束干
渉計（SQUID）や、半導体を利用しているがいずれもヘ
リウム温度位の低温で使われており室温動作しない。
利用した量子干渉磁束計すなち磁気センサーが提案され
ている。これらは超伝導体を利用した超伝導量子磁束干
渉計（SQUID）や、半導体を利用しているがいずれもヘ
リウム温度位の低温で使われており室温動作しない。
（発明が解決しようとする問題点） 本発明では小型の真空管中の電子ビームの波動干渉性
を利用し室温においても動作可能な検出器を提案する。
を利用し室温においても動作可能な検出器を提案する。
（問題を解決するための手段） 本発明は、電子銃と、電子銃の陰極より放出した電子
ビームを通す小さな穴を持った電子銃の陽極と、電子ビ
ームの方向を調節するための電極と、電子ビームを２つ
のパスに分離するために負にバイアスされた電極と、２
つに分離した電子ビームを収束するためのレンズと、電
子ビームを受ける陽極と、真空容器からなり、前記真空
容器内に、前記電子銃と、電子銃の前記陽極と、電子ビ
ームの方向を調節するための前記電極と、負にバイアス
された前記電極と、電子ビームを受ける前記陽極が収容
され、前記電子ビームの通路が真空であり、分離された
前記２つの電子ビームのパスの間に磁束を通すように前
記真空容器及び負にバイアスされた前記電極に穴が設け
られていることを特徴とする磁気検出装置を提供するも
のである。
ビームを通す小さな穴を持った電子銃の陽極と、電子ビ
ームの方向を調節するための電極と、電子ビームを２つ
のパスに分離するために負にバイアスされた電極と、２
つに分離した電子ビームを収束するためのレンズと、電
子ビームを受ける陽極と、真空容器からなり、前記真空
容器内に、前記電子銃と、電子銃の前記陽極と、電子ビ
ームの方向を調節するための前記電極と、負にバイアス
された前記電極と、電子ビームを受ける前記陽極が収容
され、前記電子ビームの通路が真空であり、分離された
前記２つの電子ビームのパスの間に磁束を通すように前
記真空容器及び負にバイアスされた前記電極に穴が設け
られていることを特徴とする磁気検出装置を提供するも
のである。
前記の磁束を通すための穴の内側にパーマロイ等の磁
気しゃへい膜をほどこし、電子ビームを外部磁場から遮
断するための手段を設けると、より高感度に磁気を検出
できる。
気しゃへい膜をほどこし、電子ビームを外部磁場から遮
断するための手段を設けると、より高感度に磁気を検出
できる。
さらに電子ビームを受ける陽極が、分離前の電子ビー
ムの中心軸に垂直な直線に関して対称な形の二つの領域
に電気的に分離され、これらの二つの領域へ流入する電
子ビームの差信号を検出するための差動増幅器とを備え
ればさらに磁気検出の感度を高められる。
ムの中心軸に垂直な直線に関して対称な形の二つの領域
に電気的に分離され、これらの二つの領域へ流入する電
子ビームの差信号を検出するための差動増幅器とを備え
ればさらに磁気検出の感度を高められる。
（実施例） 第１図は本発明の実施例を示す装置の構造図である。
電界放出型電子銃の陰極１の尖った先端２から電子銃の
陽極３に向かって電子ビーム４が電界放出する。これが
穴５を通過する。電極６は電子ビームの方向を調節する
ための偏向板である。電子ビームは負にバイアスされた
電極７によって二つのパス8,9に分離する。分離したビ
ームは静電レンズ10で再び収束され、陽極コレクター11
に集められる。以上は10-6torrの真空系で構成されてお
り電子はエミッタの先端２からコレクタ11に達するまで
何物にも衝突しない。
電界放出型電子銃の陰極１の尖った先端２から電子銃の
陽極３に向かって電子ビーム４が電界放出する。これが
穴５を通過する。電極６は電子ビームの方向を調節する
ための偏向板である。電子ビームは負にバイアスされた
電極７によって二つのパス8,9に分離する。分離したビ
ームは静電レンズ10で再び収束され、陽極コレクター11
に集められる。以上は10-6torrの真空系で構成されてお
り電子はエミッタの先端２からコレクタ11に達するまで
何物にも衝突しない。
さて負電極７及び真空容器20には穴12が開けられてい
て、この穴は大気中に通じているが、真空系とはへだて
られている。今この穴12に磁束が通過すると電子の二つ
のパス8,9の成分が陽極コレクタ11で合成すると干渉波
を形成する。この現象はアハラノフボーム効果として知
られており非常に高感度の磁束検出が出来る。尚このよ
うな干渉が見えるためには電子ビームの干渉性が良好で
なくてはならず、このために、先のとがった電界放出型
のエミッタをここでは用いてある。又電流は低くないと
いけないので電子銃の外にしぼりとして働く電流量調整
のための電極13をおく。
て、この穴は大気中に通じているが、真空系とはへだて
られている。今この穴12に磁束が通過すると電子の二つ
のパス8,9の成分が陽極コレクタ11で合成すると干渉波
を形成する。この現象はアハラノフボーム効果として知
られており非常に高感度の磁束検出が出来る。尚このよ
うな干渉が見えるためには電子ビームの干渉性が良好で
なくてはならず、このために、先のとがった電界放出型
のエミッタをここでは用いてある。又電流は低くないと
いけないので電子銃の外にしぼりとして働く電流量調整
のための電極13をおく。
第１図は本装置の平面図であるが、厚さ方向の寸法に
ついてはテクノロジーによって様々な可能性がある。図
では基本的には円筒型の真空管の内部に電極をつけたも
のと考えている。しかしながら最近の微細加工技術によ
って本装置の大部分（エミッタ先端以外）は平面構造に
出来る。従って第１図の厚さ方向には極めて薄い面構造
と見た場合にも適用される。
ついてはテクノロジーによって様々な可能性がある。図
では基本的には円筒型の真空管の内部に電極をつけたも
のと考えている。しかしながら最近の微細加工技術によ
って本装置の大部分（エミッタ先端以外）は平面構造に
出来る。従って第１図の厚さ方向には極めて薄い面構造
と見た場合にも適用される。
磁束を通す穴12が、１μm2のとき４×10-7wb/cm2の磁
束密度まで検出できた。ここで得られる磁束密度の検出
限界は で表される量子力学的な磁束の単位Φ０を磁束を通す穴
12の面積で割った値と一致し、穴の面積に反比例する。
束密度まで検出できた。ここで得られる磁束密度の検出
限界は で表される量子力学的な磁束の単位Φ０を磁束を通す穴
12の面積で割った値と一致し、穴の面積に反比例する。
以上の説明では電子ビームの通過する真空系を磁場が
透過する場合も含まれており、電子ビームはビームが通
過する場所における磁場の影響も受けるので磁場による
干渉効果を利用するには装置の構成としては設計が難し
い。これを解決するために、真空系の外部と電子ビーム
が通過するパスに開けた穴の内側にパーマロイ等の磁気
遮蔽をもうける。この時は電子ビームが通過する場所に
は磁場が存在しないので、くり抜いた穴を通過する磁束
によるアハラノボーム効果によって起こる干渉効果のみ
が現れる。
透過する場合も含まれており、電子ビームはビームが通
過する場所における磁場の影響も受けるので磁場による
干渉効果を利用するには装置の構成としては設計が難し
い。これを解決するために、真空系の外部と電子ビーム
が通過するパスに開けた穴の内側にパーマロイ等の磁気
遮蔽をもうける。この時は電子ビームが通過する場所に
は磁場が存在しないので、くり抜いた穴を通過する磁束
によるアハラノボーム効果によって起こる干渉効果のみ
が現れる。
第２図に本発明の第２の実施例を示す。
装置の基本的構成は第１図と同時であるが、電子ビー
ムを検出する陽極の構成を変えてある。第２図には陽極
部分の構成のみを書いた。真空の外壁14の内部に電子ビ
ーム15,16が左から入射し干渉する。これらの波を陽極1
7,18で受ける。磁束によって電子ビーム15,16の位相が
変化すると陽極電極面上に現れる干渉パターンがビーム
の進行方向と磁場に垂直な方向に移動するので二つの陽
極17,18の受ける電流差が大きくなる。
ムを検出する陽極の構成を変えてある。第２図には陽極
部分の構成のみを書いた。真空の外壁14の内部に電子ビ
ーム15,16が左から入射し干渉する。これらの波を陽極1
7,18で受ける。磁束によって電子ビーム15,16の位相が
変化すると陽極電極面上に現れる干渉パターンがビーム
の進行方向と磁場に垂直な方向に移動するので二つの陽
極17,18の受ける電流差が大きくなる。
これらの信号を差動増幅器19によって検出する。
（発明の効果） 本発明は真空中を走行する電子ビームの波動干渉性を
利用するので室温の高感度で小型な磁気センサが実現で
きる。
利用するので室温の高感度で小型な磁気センサが実現で
きる。
第１図は磁気検出装置の実施例を示す図、第２図は磁気
検出装置の差動型検出器の構成図である。 １……電界放出型陰極、２……チップ先端、３……電子
銃陽極、４……電子ビーム、５……穴、６……偏向板、
７……陰極、8,9……電子ビームの二つのパス、10……
静電レンズ、11……陽極、12……磁束を通す穴、13……
電流量調整のための電極、14……外壁、15,16……分離
した二つの電子ビーム、17,18……分離した二つの陽
極、19……差動増幅器、20……真空容器。
検出装置の差動型検出器の構成図である。 １……電界放出型陰極、２……チップ先端、３……電子
銃陽極、４……電子ビーム、５……穴、６……偏向板、
７……陰極、8,9……電子ビームの二つのパス、10……
静電レンズ、11……陽極、12……磁束を通す穴、13……
電流量調整のための電極、14……外壁、15,16……分離
した二つの電子ビーム、17,18……分離した二つの陽
極、19……差動増幅器、20……真空容器。
Claims (3)
- 【請求項１】電子銃と、電子銃の陰極より放出した電子
ビームを通す小さな穴を持った電子銃の陽極と、電子ビ
ームの方向を調節するための電極と、電子ビームを２つ
のパスに分離するために負にバイアスされた電極と、２
つに分離した電子ビームを収束するためのレンズと、電
子ビームを受ける陽極と、真空容器からなり、 前記真空容器内に、前記電子銃と、電子銃の前記陽極
と、電子ビームの方向を調節するための前記電極と、負
にバイアスされた前記電極と、電子ビームを受ける前記
陽極が収容され、前記電子ビームの通路が真空であり、 分離された前記２つの電子ビームのパスの間に磁束を通
すように前記真空容器及び負にバイアスされた前記電極
に穴が設けられていることを特徴とする磁気検出装置。 - 【請求項２】前記穴の内側に磁気しゃへい膜をほどこ
し、電子ビームを外部磁場から遮断するための手段を設
けたことを特徴とする請求項１に記載の磁気検出装置。 - 【請求項３】前記電子ビームを受ける陽極が、分離前の
電子ビームの中心軸に垂直な直線に関して対称な形の二
つの領域に電気的に分離され、これら二つの領域へ流入
する電子ビームの差信号を検出するための差動増幅器と
を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記
載の磁気検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1108005A JP2596123B2 (ja) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | 磁気検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1108005A JP2596123B2 (ja) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | 磁気検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02285272A JPH02285272A (ja) | 1990-11-22 |
| JP2596123B2 true JP2596123B2 (ja) | 1997-04-02 |
Family
ID=14473570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1108005A Expired - Fee Related JP2596123B2 (ja) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | 磁気検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2596123B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7440227B2 (en) | 2005-02-28 | 2008-10-21 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Magnetic head having a hall effect sensor and circuit for detecting recorded bits from magnetic recording media |
-
1989
- 1989-04-26 JP JP1108005A patent/JP2596123B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02285272A (ja) | 1990-11-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |