JP2832547B2 - 高感度磁束計 - Google Patents
高感度磁束計Info
- Publication number
- JP2832547B2 JP2832547B2 JP25420589A JP25420589A JP2832547B2 JP 2832547 B2 JP2832547 B2 JP 2832547B2 JP 25420589 A JP25420589 A JP 25420589A JP 25420589 A JP25420589 A JP 25420589A JP 2832547 B2 JP2832547 B2 JP 2832547B2
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- Japan
- Prior art keywords
- squid
- superconducting
- thin film
- superconducting thin
- upper electrode
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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、磁束計に係り、特に微小磁束検出に好適な
磁束計に関する。
磁束計に関する。
磁束検出素子としてSQUID（Superconducting Quantum
Interference Device）を用いる高い感度磁束検出装置
が知られている。この磁束検出装置においては、磁束は
磁束検出コイルにより検出され、この検出コイルと超電
動線によって接続された入力コイルから、これとトラン
ス結合するSQUIDに与えられる。
Interference Device）を用いる高い感度磁束検出装置
が知られている。この磁束検出装置においては、磁束は
磁束検出コイルにより検出され、この検出コイルと超電
動線によって接続された入力コイルから、これとトラン
ス結合するSQUIDに与えられる。
SQUIDとしては、DC−SQUID及びRF−SQUIDが存在し、
この内DC−SQUIDとして、超電動薄膜で形成したリング
状のSQUIDの上に層間絶縁膜をはさんで超伝導薄膜の配
線の入力コイルが積層された積層型のものが知られてい
る。
この内DC−SQUIDとして、超電動薄膜で形成したリング
状のSQUIDの上に層間絶縁膜をはさんで超伝導薄膜の配
線の入力コイルが積層された積層型のものが知られてい
る。
磁束検出感度を向上するためには、入力コイルとSQUI
Dとの相互インダクタンスを上昇する必要がある。相互
インダクタンスは、SQUIDの自己インダクタンスの増大
によっても増大するが、SQUIDの自己インダクタンスの
増大は、SQUID自体の感度を低下し好ましくない。（SQU
IDインダクタンスＬとジョセフソン接合の超電導臨界電
流値Imとの積はBlと呼ばれ、Φ０を超えて大きくなると
SQUIDの出力が小さくなる）。
Dとの相互インダクタンスを上昇する必要がある。相互
インダクタンスは、SQUIDの自己インダクタンスの増大
によっても増大するが、SQUIDの自己インダクタンスの
増大は、SQUID自体の感度を低下し好ましくない。（SQU
IDインダクタンスＬとジョセフソン接合の超電導臨界電
流値Imとの積はBlと呼ばれ、Φ０を超えて大きくなると
SQUIDの出力が小さくなる）。
本発明の課題はSQUIDインダクタンスを大きくせずに
磁気的結合度を大きくしてSQUIDの出力を増大すること
にある。
磁気的結合度を大きくしてSQUIDの出力を増大すること
にある。
上記課題は、周縁部から中央の開口部に至る切り込み
が入れられた２枚以上の超伝導薄膜電極が、前記切り込
み部分が一致するようにして絶縁膜を挟んで積層され、
前記絶縁膜を挟んで対向する２枚の前記超伝導薄膜電極
の内の一方の超伝導薄膜電極の前記切り込みによって形
成された一方の側が、他方の超伝導薄膜電極の前記切り
込みを隔てた反対の側と接続され、これによって前記超
伝導薄膜電極の各々によって形成される１つのループが
直列接続されて構成された複数巻の超伝導ループ、この
超伝導ループ内に設けられたジョセフソン接合からなる
積層型SQUID、及びこの積層型SQUIDと絶縁膜を介して対
向して設けられた１つの渦巻状磁束入力コイルから構成
される高感度磁束計により解決される。
が入れられた２枚以上の超伝導薄膜電極が、前記切り込
み部分が一致するようにして絶縁膜を挟んで積層され、
前記絶縁膜を挟んで対向する２枚の前記超伝導薄膜電極
の内の一方の超伝導薄膜電極の前記切り込みによって形
成された一方の側が、他方の超伝導薄膜電極の前記切り
込みを隔てた反対の側と接続され、これによって前記超
伝導薄膜電極の各々によって形成される１つのループが
直列接続されて構成された複数巻の超伝導ループ、この
超伝導ループ内に設けられたジョセフソン接合からなる
積層型SQUID、及びこの積層型SQUIDと絶縁膜を介して対
向して設けられた１つの渦巻状磁束入力コイルから構成
される高感度磁束計により解決される。
入力コイルとSQUIDとの間に密結合トランスが構成さ
れ、SQUIDの自己インダクタンスを上昇することなく、
相互インダクタンスの上昇を謀ることができる。従っ
て、SQUIDの出力を低下することなく、磁束検出感度を
向上することができる。
れ、SQUIDの自己インダクタンスを上昇することなく、
相互インダクタンスの上昇を謀ることができる。従っ
て、SQUIDの出力を低下することなく、磁束検出感度を
向上することができる。
以下、本発明の実施例を図面で説明する。
第１図はDC−SQUIDに対する本発明の実施例の模式的
な平面図であり、第２図は第１図中AA′間での断面図を
示している。絶縁性の基板１の上に超導電薄膜の下部電
極２、層間絶縁膜３、超電導薄膜の上部電極４、さらに
層間絶縁膜９とジョセフソン接合用の上部電極10を順次
積層してSQUIDを形成する。このような構造において、S
QUIDインダクタンスとして働く経路は、ジョセフソン接
合用の上部電極10から右側のジョセフソン接合５を通り
上部電極４の右側につながる。上部電極４は周縁部から
中央の開口部に至る切り込みが図中下に向いた平面
「コ」の字を有しており、導電部が幅広に構成されてい
る。この上部電極４の左半分の右側縁は、中央にある開
口部を余して超導電コンタクト６により下部電極２の右
半分の左側縁につながる。下部電極２も周縁部から中央
の開口部に至る切り込みが図中下方に向いた平面「コ」
の字をしており幅広の導電部により右側から左側へつな
がっている。上部電極４と下部電極２とは、切り込み部
分が略一致するように積層されている。この下部電極２
の左半分の下縁部は、超電導コンタクト６′から左下に
ある上部電極４′につながり、左側のジョセフソン接合
５′からジョセフソン接合用の上部電極10に戻るよう
な、上部電極４及び下部電極２の各々よって形成される
１つのループを直列接続した２重のループを構成する。
さらに層間絶縁膜７と渦巻状の入力コイル８を積層して
いる。なお、ジョセフソン接合用の上部電極10及び上部
電極４は下部において電極取り出し部として外方に伸ば
されており、測定に供される。上述のような構造のた
め、SQUIDの自己インダクタンス、すなわち、SQUIDイン
ダクタンスが小さいのに比して入力コイル８との相互イ
ンダクタンスを大きく取れ、密接合トランスとして機能
する。本実施例によれば、SQUIDインダクタンスを小さ
くし、かつ、入力コイルとの相互インダクタンスを大き
くできるのでSQUIDの出力を大きくすることができ、磁
束感度を向上できるという効果がある。
な平面図であり、第２図は第１図中AA′間での断面図を
示している。絶縁性の基板１の上に超導電薄膜の下部電
極２、層間絶縁膜３、超電導薄膜の上部電極４、さらに
層間絶縁膜９とジョセフソン接合用の上部電極10を順次
積層してSQUIDを形成する。このような構造において、S
QUIDインダクタンスとして働く経路は、ジョセフソン接
合用の上部電極10から右側のジョセフソン接合５を通り
上部電極４の右側につながる。上部電極４は周縁部から
中央の開口部に至る切り込みが図中下に向いた平面
「コ」の字を有しており、導電部が幅広に構成されてい
る。この上部電極４の左半分の右側縁は、中央にある開
口部を余して超導電コンタクト６により下部電極２の右
半分の左側縁につながる。下部電極２も周縁部から中央
の開口部に至る切り込みが図中下方に向いた平面「コ」
の字をしており幅広の導電部により右側から左側へつな
がっている。上部電極４と下部電極２とは、切り込み部
分が略一致するように積層されている。この下部電極２
の左半分の下縁部は、超電導コンタクト６′から左下に
ある上部電極４′につながり、左側のジョセフソン接合
５′からジョセフソン接合用の上部電極10に戻るよう
な、上部電極４及び下部電極２の各々よって形成される
１つのループを直列接続した２重のループを構成する。
さらに層間絶縁膜７と渦巻状の入力コイル８を積層して
いる。なお、ジョセフソン接合用の上部電極10及び上部
電極４は下部において電極取り出し部として外方に伸ば
されており、測定に供される。上述のような構造のた
め、SQUIDの自己インダクタンス、すなわち、SQUIDイン
ダクタンスが小さいのに比して入力コイル８との相互イ
ンダクタンスを大きく取れ、密接合トランスとして機能
する。本実施例によれば、SQUIDインダクタンスを小さ
くし、かつ、入力コイルとの相互インダクタンスを大き
くできるのでSQUIDの出力を大きくすることができ、磁
束感度を向上できるという効果がある。
第３図は本発明の他の実施例の模式的な平面図であ
る。SQUIDを構成する超伝導ループは、絶縁体基板７上
に、周縁部から中央の開口部まで延びる切り込みを有す
る超伝導薄膜の下部電極２、絶縁体３を介して、周縁部
から中央の開口部まで延びる切り込みを有する超伝導薄
膜の上部電極４を積層して構成される。上部電極４と下
部電極２とは、切り込み部分が略一致するように積層さ
れている。インダクタンスとしての経路は上部電極４の
右側から始まり、上部電極４の左側に至り、左側のジョ
セフソン接合５から右側の下部電極２につながり、一周
して左側の下部電極２より右側のジョセフソン接合５′
を通って右側の上部電極４に至る、上部電極４及び下部
電極２の各々よって形成される１つのループを直列接続
した２重のループを形成している。この上に、さらに層
間絶縁膜７と渦巻状の入力コイル８を積層している。本
実施例では少ない電極数で密結合トランスを構成できる
という効果がある。この実施例では電極の取り出し部が
図の上部に付いている。
る。SQUIDを構成する超伝導ループは、絶縁体基板７上
に、周縁部から中央の開口部まで延びる切り込みを有す
る超伝導薄膜の下部電極２、絶縁体３を介して、周縁部
から中央の開口部まで延びる切り込みを有する超伝導薄
膜の上部電極４を積層して構成される。上部電極４と下
部電極２とは、切り込み部分が略一致するように積層さ
れている。インダクタンスとしての経路は上部電極４の
右側から始まり、上部電極４の左側に至り、左側のジョ
セフソン接合５から右側の下部電極２につながり、一周
して左側の下部電極２より右側のジョセフソン接合５′
を通って右側の上部電極４に至る、上部電極４及び下部
電極２の各々よって形成される１つのループを直列接続
した２重のループを形成している。この上に、さらに層
間絶縁膜７と渦巻状の入力コイル８を積層している。本
実施例では少ない電極数で密結合トランスを構成できる
という効果がある。この実施例では電極の取り出し部が
図の上部に付いている。
なお、上述された実施例はジョセフソン接合を２個含
むDC−SQUIDであったが、一方の接合を超伝導接合とす
ることにより容易にRF−SQUIDを構成することができ
る。この場合検出系のコイルを更に別に設ける必要があ
る。
むDC−SQUIDであったが、一方の接合を超伝導接合とす
ることにより容易にRF−SQUIDを構成することができ
る。この場合検出系のコイルを更に別に設ける必要があ
る。
本発明によれば、入力コイルとSQUIDの相互インダク
タンスをSQUIDの自己インダクタンスを増大することな
しに、増大できるので極めて高感度の磁束計を実現する
ことができる。
タンスをSQUIDの自己インダクタンスを増大することな
しに、増大できるので極めて高感度の磁束計を実現する
ことができる。
第１図は本発明の実施例の模式的な平面図、第２図は第
１図中AA′間における断面図、第３図は他の実施例の模
式的な平面図である。 １……基板、２……下部電極、３……層間絶縁膜、 ４……上部電極、５、５′……ジョセフソン接合、 ６、６′……超電導コンタクト、７……層間絶縁膜、 ８……入力コイル、９……層間絶縁膜、 10……ジョセフソン接合用上部電極
１図中AA′間における断面図、第３図は他の実施例の模
式的な平面図である。 １……基板、２……下部電極、３……層間絶縁膜、 ４……上部電極、５、５′……ジョセフソン接合、 ６、６′……超電導コンタクト、７……層間絶縁膜、 ８……入力コイル、９……層間絶縁膜、 10……ジョセフソン接合用上部電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01R 33/035 H01L 39/22
Claims (2)
- 【請求項１】周縁部から中央の開口部に至る切り込みが
入れられた２枚以上の超伝導薄膜電極が、前記切り込み
部分が一致するようにして絶縁膜を挟んで積層され、前
記絶縁膜を挟んで対向する２枚の前記超伝導薄膜電極の
内の一方の超伝導薄膜電極の前記切り込みによって形成
された一方の側が、他方の超伝導薄膜電極の前記切り込
みを隔てた反対の側と接続され、これによって前記超伝
導薄膜電極の各々によって形成される１つのループが直
列接続されて構成された複数巻の超伝導ループ、この超
伝導ループ内に設けられたジョセフソン接合からなる積
層型SQUID、及び この積層型SQUIDと絶縁膜を介して対向して設けられた
１つの渦巻状磁束入力コイルから構成される高感度磁束
計。 - 【請求項２】上記接続が、前記ジョセフソン接合によっ
て成されていることを特徴とする請求項（１）記載の高
感度磁束計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25420589A JP2832547B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 高感度磁束計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25420589A JP2832547B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 高感度磁束計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03115874A JPH03115874A (ja) | 1991-05-16 |
| JP2832547B2 true JP2832547B2 (ja) | 1998-12-09 |
Family
ID=17261718
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25420589A Expired - Fee Related JP2832547B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 高感度磁束計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2832547B2 (ja) |
-
1989
- 1989-09-29 JP JP25420589A patent/JP2832547B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03115874A (ja) | 1991-05-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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