JPH02262079A - 交流磁化検出方法とその装置 - Google Patents

交流磁化検出方法とその装置

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JPH02262079A
JPH02262079A JP8138789A JP8138789A JPH02262079A JP H02262079 A JPH02262079 A JP H02262079A JP 8138789 A JP8138789 A JP 8138789A JP 8138789 A JP8138789 A JP 8138789A JP H02262079 A JPH02262079 A JP H02262079A
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JP
Japan
Prior art keywords
coil
voltage
sample
coils
secondary coil
Prior art date
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Pending
Application number
JP8138789A
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English (en)
Inventor
Hisanao Ogata
久直 尾形
Hideaki Mori
英明 森
Tetsuya Ogushi
大串 哲彌
Yoshinori Shiraku
白樂 善則
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は平板状試料の磁化、特に超電導性薄膜の磁化の
特性測定に適した交流磁化検出方法及びその装置に関す
る。
〔従来の技術〕
従来、この種の装置としては、マテリアルズ・サイエン
ス・アンド・エンジニアリング誌、第100巻(198
8年)第Ll1頁から第L13頁(Materials
 5cience and Engineering+
 Vol。
Zoo (1988)PP、Lll−Li2)において
論じられているような同軸でかつ軸方向中心がほぼ一致
する2ケのコイルの軸心部に試料を設置するものであっ
た。
また平板状の試料に適した磁化検出方法とじては、特開
昭62−273447号に記載のような方法があった。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記前者においては、試料の体積にほぼ比例した磁化が
検出されるため、超電導薄膜のような体積の小さな試料
からの信号は小さく検出し難かった。
また、上記後者の従来技術では、コイルと試料間の距離
が精度に影響し、また検出信号も小さかった。
本発明の目的は、薄膜のような極端に薄い平板の超電導
特性を交流磁化により検出することを目的としており、
さらにその為に好適な装置を提供することを目的とする
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、1次コイルと2次コイルを
距離をおいて対向配置し、その間に試料を挿入し、1次
コイルに交流電圧を印加し、2次コイルに誘起される交
流電圧を計測するようにした。
またこの検出方法を用いた装置を提供するために、2組
の1次コイルax 、b工と2次コイルal t bZ
をそれぞれ同軸上に距離をおいて対向して、コイルの対
a1 、am及びbt t bzを形成するホルダーと
、コイル対al 、amの間に設けた試料室と、1次コ
イルax+blに接続される交流電源と、2次コイルa
x 、bZからの誘起電圧を求める複素交流電圧増幅器
とを具備せしめた。
〔作用〕
このような方法を採用することにより、2次コイルには
、試料室に置かれた試料が超電導に転移すると磁気をし
やへいする結果、試料の無い場合に比べ、著しく誘起電
圧が低下もしくは誘起電圧を生じない。
この方法を用いた装置では、試料室のないコイル対と対
比することにより、1次コイル側を励磁し2次コイル側
に生ずる電圧変化を増幅して、超電導薄膜の交流磁化特
性を検出することができる。
また、2次コイルの誘起電圧の励磁周波数及び振幅依存
性の有無により、強磁性9反磁性、高導電性を区別する
ことができる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。
1次コイルミ1と2次コイルax、及び1次コイルbl
と2次コイルb2がそれぞれ同軸に距離をおいて対向し
ている。1次コイルミ1とbx を直列に同極で接続し
交流励磁する。すると、2次コイルamとbzには誘起
電圧が生ずるが、両コイルの極性を逆に直列接続すると
、2次コイル側には誘起電圧が相殺されてほとんど電圧
を生じない。ただし、1次コイルミ1とbx、及び2次
コイルミ2とbZは共にそれぞれ同一サイズ、巻数であ
る。1次コイルミ1と2次コイルミ2の間に設けた試料
室1′に試料1を挿入する。試料1が磁性をもたないと
きは試料1が無いときと状況は変わらないが、もし超電
導体に転移して反磁性になると、磁気じゃへい効果によ
り、2次コイルミ2に誘起される電圧が小さくなり、2
次コイルb2の誘起電圧との差が生ずる。これを増幅す
れば交流磁化信号を検品できて、超電導反磁性を知るこ
とができる。
この方法に基づく検出装置を第2図に示す。2は1次コ
イルa1、b2及び2次コイルa2. bZと、試料1
を保持する非磁性、非導電性物質(セラミックや樹脂な
ど)からなるホルダー、3は1次コイルを電圧v1で励
磁する交流電源24は2次コイルの誘起複素交流電圧v
2を増幅計測するロックインアンプで、交流電源3から
位相信号をとりこみ、検出した信号の位相と振幅もしく
は複素電圧の実部と虚部を出力し、データ収録処理装置
5に送る。6は、ホルダ2に取り付けた温度センサに基
づく温度計で、出力はデータ収録処理装置5に送る。ま
たその出力は温度調節器7に入り、ホルダー2の温度制
御にも利用する。なお、ホルダー2の温度を下げるには
、図示していないが別置の冷凍機もしくは寒剤を用いる
第3図は、このようにしてデータ収録処理装置5に出力
されたエルビウム・バリウム・銅の酸化物超電導薄膜の
磁化特性の一例である。厚さは0.8μm 、大きさは
5 m X 7 mである0曲線Aは誘起複素電圧v2
の実部1曲線Bは、その虚部で前者が複素磁化率Xの実
部X’ 、後者が虚部X′に対応するs x’は反磁性
の程度をX′は誘起電流などによる損失を表す。
第4図は、コイルの内径をすべて5mとし、コイルal
とa2の中心間隔を5閣としたときの温度20Kにおけ
る誘起複素電圧の実部の絶対値を試料の面積−コイルa
1とa2に平行な平面に投影したときの面積−を変えて
測定したものである。
これから、面積50m”位までは、電圧v2が面積に比
例することがわかる。
第5図は、電気伝導率の大きな試料の例で、第3図と良
く似た曲線を呈する。試料は焼鈍した無酸素銅で厚さは
2mである。この場合の曲線Aは。
誘導電流により磁気じゃへいされた結果を示す。
反磁性による磁気しやへいが1次コイルの周波数に依存
しないのに対し、誘導電流による磁気しやへい効果は、
第5図者に示すように極端な周波数依存性がある。
試料の大きさをコイル内径より小さくすれば、試料が強
磁性体のときは、反磁性体の場合と逆の電圧Vzを生ず
る。このようにして、試料が反磁性体か、強磁性体か、
あるいは高導電体かを見分けることが可能である。
また、電圧v2の虚部は、抵抗損失を表すが、超電導酸
化物のX′が励磁電圧振幅依存性を示すのは、結晶粒間
の弱い超電導結合部における損失によると言われる。
強磁性体の場合の励磁電圧振幅依存性は、試料の磁気飽
和特性と関連づけられる。
〔発明の効果〕
以上述べた如く、本発明によれば、体積は小さくても面
積が十分あれば信号が検出されるので、薄膜の交流磁化
特性を感度良く求めることができる効果がある。
また、誘起電圧の、励磁周波数もしくは励磁振幅への依
存性が強磁性体、反磁性体、もしくは。
高導電体であるかによって異なるので、これらを測定す
ることによって試料の種類や特性を判断できる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す斜視概念図、第2図は
本発明の他の実施例で示す装置ブロック図、第3図は本
発明の適用例を示す測定結果の特性図、第4図は本発明
の適用例を集めてプロットした特性図、第5図は本発明
の他の適用例を示す測定結果の特性図である。 1・・・試料、2・・・ホルダー、a1、 bl・・・
1次コイル、a1、 bz・・・2次コイル、3・・・
交流電源、4・・・ロックインアンプ、5・・・データ
収録処理装置。 第 1 面 ′fJ 2 区 第 図 カ 4 図 面鱈″)ItlR2 チ 因 〉翫1 〔Kコ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、1次コイルと2次コイルを同軸上に距離をおいて対
    向して配置し、両コイルの間に試料を挿入し、上記1次
    コイルに交流電圧を印加し、上記2次コイルに誘起され
    る交流電圧を計測して、上記試料の磁化特性を求めるこ
    とを特徴とする交流磁化検出方法。 2、2組の1次コイルa_1、b_1と2次コイルa_
    2、b_2をそれぞれ同軸上に距離をおいて対向して、
    コイルの対a_1、a_2及びb_1、b_2を形成す
    るホルダー、上記ホルダーのコイル対a_1、a_2の
    間に設けた試料室、直列接続した1次コイルa_1、b
    _1に接続された交流電源、直列接続した2次コイルa
    _2、b_2に接続された複素交流電圧増幅器からなる
    ことを特徴とする交流磁化検出装置。 3、上記2次コイルに誘起される上記交流電圧を複素電
    圧として求めた誘起電圧が上記1次コイルの励磁周波数
    及び振幅に依存するか否かを判別して上記試料の磁化特
    性を求めることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の交流磁化検出方法。
JP8138789A 1989-04-03 1989-04-03 交流磁化検出方法とその装置 Pending JPH02262079A (ja)

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JP8138789A JPH02262079A (ja) 1989-04-03 1989-04-03 交流磁化検出方法とその装置

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Publications (1)

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JPH02262079A true JPH02262079A (ja) 1990-10-24

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ID=13744895

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JP8138789A Pending JPH02262079A (ja) 1989-04-03 1989-04-03 交流磁化検出方法とその装置

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JP (1) JPH02262079A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04115155A (ja) * 1990-09-05 1992-04-16 Tokyo Kogyo Kk 非接触による電流密度測定プローブ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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