JPH043986A - インプットコイルを備えたｓｑｕｉｄ素子 - Google Patents

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〉 本発明は極微弱電流や磁界検出等に用いられるＳＱＵＩ
Ｄ素子に関し、更に詳しくは、インプットコイルを備え
た高温超電導体薄膜製のＳＱＵＩＤ素子に関する。

〈従来の技術〉 ＳＱＵＩＤ（超電導量子干渉計）では、通常、被測定磁
界等を直接ＳＱＵＩＤ素子で拾うことはせず、磁束トラ
ンス法等と称される入力回路が使用される。この入力回
路は、測定すべき磁束等を拾うピックアップコイルおよ
びインプットコイルとからなる超電導閉回路で、インプ
ットコイルはＳＱＵＩＤ素子と磁気的に結合される。

Ｎｂ等の金属材料超電導体の薄膜を用いたＳＱＵＩＤ素
子では、一般に、一つの基板上にＳＱＵＩＤ素子パター
ン、絶縁膜およびインプットコイルパターンを多層製膜
およびパターニング技術により積層形成することによっ
て、ＳＱＵＩＤ素子とインプットコイルとを磁気的に結
合している。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、ＹＢＣＯに代表される高温超電導体薄膜は、
多層化すると一般に多層間の拡散、酸素の抜は等が生じ
て臨界温度の低下が見られる。

従って、このような高温超電導体薄膜を用いてＳＱＵＩ
Ｄ素子を形成する場合、金属超電導体薄膜を用いた素子
のように多層化によってインプットコイルとＳＱＵＩＤ
素子本体との結合を行うことは実質的に不可能となる。

本発明はこのような点を解決すべくなされたもので、そ
の目的は、積層技術を用いることなくＳＱＵＩＤ素子本
体とインプットコイルとの結合を可能とした構造の高温
超電導体薄膜製５ＱｔＪＩＤ素子を提供することにある
。

〈課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための構成を、実施例に対応する
第１図および第２図を参照しつつ説明すると、本発明で
は、高温超電導体薄膜製のＳＱＵＩＤリングパターン１
０が形成されたＳＱＵＩＤ基板１と、中心部および外縁
部に電極２１および２２を有するスパイラルコイルパタ
ーン２０が形成されたコイル基板２とを、互いのパター
ン形成面を対向させて配設し、かつ、この両基板１と２
の間には、一面にスパイラルコイルパターン２０の中心
の電極２１にに当接する突起３１とその周りの環状の壁
体３２およびこれらを接続する橋渡し部３３からなる超
電導体ブロック３と、その超電導体ブロック３の他面と
ＳＱＵＩＤ基板１間に介在する絶縁板４を配設するとと
もに、これらの各部材を一体的に保持する保持部材５ａ
、５ｂを設けている。

く作用〉 ＳＱＵＩＤリングパターン１０およびインプットコイル
パターン２０は、それぞれの基板１および２に個別に作
成される。この基板１と２を対向配置して、その間に環
状の壁体を持つ超電導体ブロック３を配設して両パター
ン間への磁束の侵入を阻止することより、ＳＱＵＩＤリ
ングパターン１０（素子本体）とインプットコイルパタ
ーン２０の磁気的結合が向上する。

絶縁膜４はＳＱＵＩＤリングパターン１０と超電導体ブ
ロック３間の短絡を防止し、また、超電導体ブロック３
の中心部の突起によって、スパイラルコイルパターン２
０の中心部の電極２１は、超電導体ブロック３を介して
外部に接続可能となり、ピックアップコイルで拾った磁
界のＳＱＵＩＤ素子本体への伝達を可能としている。

〈実施例〉 第１図は本発明実施例の中央縦断面図で、第２図はその
分解斜視図である。

ＭｇＯ基板等のＳＱＵＩＤ基板１上には、ＹＢＣＯ等の
高温超電導体薄膜をパターニングした、第３図にその平
面図を示すようなりＣ−３ＱＵ　ＩＤリング１０が形成
されている。このＤＣ−３ＱＵＩＤリング１０には４つ
の電極バッド１１・・・１１が設けられている。

同じ＜ＭｇＯ基板等のコイル基板２上には、同じ＜ＹＢ
ＣＯ等の高温超電導体薄膜をパターニングしたスパイラ
ルコイル２０が形成されている。

このスパイラルコイル２０には、第４図にその平面図を
示すように、中心部と縁部に電極２１および２２が形成
されている。

これらのＳＱＵＩＤ基板１およびコイル基板２は、互い
のパターン形成面を向かい合わせた状態で保持体５によ
って保持されているとともに、この両基板間には、超電
導体ブロック３と絶縁膜４が介挿されている。

超電導体ブロック３は、第５図（ａ）に平面図を同図（
ｂ）にそのＡ−Ａ断面図を示すように、中心部に突起３
１を持ち、その周囲には環状の壁体３２を有しており、
この突起３１と壁体３２とは橋渡し部３３によって相互
に接続されている。この超電導体ブロック３は例えばＹ
ＢＣＯ等の高温超電導体のバルクによって形成すること
ができる。

この超電導体ブロック３は、その突起３１が形成された
側をコイル基板２側に向けて配置され、突起３１の先端
はスパイラルコイル２０の中心部の電極２１に当接され
た状態で保持されている。

壁体３２の最外周は、ＤＣ−３ＱＵＩＤリング１０の電
極パッド１１・・・１１の内側で、かつ、インプットコ
イルの縁部の電極２２の内側に位置している。そして、
壁体３２の先端面は、コイル基板１の表面に接触してい
るが、スパイラルコイル２０のパターンを横切る部分は
僅かな深さの切り欠き３４が形成され、この部分におい
ては超電導体ブロック３はスパイラルコイル２０に接触
していない。

絶縁膜４は、超電導体ブロック３の突起３１形成側と反
対側の面と、ＳＱＵＩＤ基板１上のＤＣ３ＱＵＩＤリン
グ１０との間に挿入され、超電導体ブロック３とＤＣ−
３ＱＵ　Ｉ　Ｄリング１０間を絶縁している。

この絶縁膜４の材質としてはマイカシート等を使用する
ことができる。

保持体５は上下２つに分割されており、ＳＱＵＩＤ基板
１やコイル基板２等の内蔵物を収容した状態で上下が相
互に固着され、これによってその内蔵物を保持している
。

ＤＣ−３ＱＵＩＤリング１０の電極パッド１１・・・１
１と、インプットコイル２０の縁部の電極２２、および
超電導体ブロック３の壁体３２の外周面には、それぞれ
超電導線６が接続され、保持体５に設けられた開口部５
１から外部に取り出されている。

そして、電極パッド１１・・・１１はタンク回路等の測
定回路に接続される。また、電極２２および超電導対ブ
ロック３はピックアップコイルに接続され、これにより
、インプットコイル２０の両端がピンクアップコイルの
両端と接続されることになる。

保持体５の材質としては、例えばリン青銅等の金属を用
いることができる。

以上の本発明実施例によれば、ＤＣ−３ＱＵ　ＩＤリン
グ１０とスパイラルコイル２０とは密着されないが、そ
の間が超電導対ブロック３の壁体３２によって覆われて
いるので、これら両者の結合は向上し、実質的にこれら
を積層形成した場合と同等の効果が得られる。

なお、保持体５を高温超電導体材料とすることにより、
ＳＱＵＩＤ素子への磁束の侵入を防止することができ、
Ｓ／Ｎが向上する。

また、本発明はＤＣ−３ＱＵＩＤに限らず、ＲＦ−３Ｑ
ＵＩＤにも適用可能であることは勿論である。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、互いに別個の基
板上にそれぞれＳＱＵＩＤリングパターンとインプット
コイルを形成し、これらの間に超電導体ブロックの壁体
を介在させてこの間への磁束の出入りを阻止したので、
ＳＱＵＩＤリングとインプットコイルとの磁気的結合が
向上し、実質的に多層化の不可能な高温超電導体薄膜を
用いても、多層化した場合と同等の効果が得られ、もっ
て高温超電導体薄膜を用いたＳＱＵＩＤ素子において、
容易にインプットコイル一体型の素子を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の中央縦断面図、第２図はその分
解斜視図、 第３図はそのＳＱＵＩＤ基板１上のＳＱＵＩＤパターン
を示す平面図 第４図はそのコイル基板２上のスパイラルコイルパター
ンを示す平面図 第５図はその超電導体ブロック３の構造説明図である。 １０．、、ＳＱＵ　Ｉ　Ｄｉｉ １０・、・・ＤＣ−３ＱＵＩＤリング １１・・・１１・・・・電極パッド ２・・・・コイル基板 ２０・・・・スパイラルコイル ２１２２・・・・電極 ３００．・超電導体プロ・ンク ３１・・・・突起 ３２・・・・壁体 ３３・・・・橋渡し部 ３４・・・・切り欠き ４・・・・絶縁膜 ５・・・・保持体 ６・・・・超電導線 特許出願人　　　株式会社島津製作所 代　理　人　　　　弁理士　西１）新 第２図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　高温超電導体薄膜製のＳＱＵＩＤリングパターンが形
   成されたＳＱＵＩＤ基板と、中心部および外縁部に電極
   を有するスパイラルコイルパターンが形成されたコイル
   基板とが、互いのパターン形成面を対向させて配設され
   、かつ、この両基板の間には、一面に上記スパイラルコ
   イルパターンの中心の電極に当接する突起とその周りの
   環状の壁体およびこれらを接続する橋渡し部からなる超
   電導体ブロックと、その超電導体ブロックの他面と上記
   ＳＱＵＩＤ基板間に介在する絶縁板が配設されるととも
   に、これらの各部材を一体的に保持する保持部材を有し
   てなるインプットコイルを備えたＳＱＵＩＤ素子。