JPH0782084B2 - 磁気センサー - Google Patents
磁気センサーInfo
- Publication number
- JPH0782084B2 JPH0782084B2 JP63198214A JP19821488A JPH0782084B2 JP H0782084 B2 JPH0782084 B2 JP H0782084B2 JP 63198214 A JP63198214 A JP 63198214A JP 19821488 A JP19821488 A JP 19821488A JP H0782084 B2 JPH0782084 B2 JP H0782084B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- annular
- magnetic field
- superconducting film
- magnetic sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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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 この発明は、磁束が量子化されるほどの微弱な磁場を簡
単な方法で精度よく感知できる磁気センサーに関する。
単な方法で精度よく感知できる磁気センサーに関する。
従来の技術 従来の磁気センサーとしては、ホール効果素子あるい
は、磁気抵抗効果素子などが挙げられる。前者は電流と
磁界との双方に比例した電圧を発生し、後者は磁界の強
さに応じて抵抗が変化するものである。両者とも本質的
には同一の現象に基づくものであるので、ここではホー
ル効果素子について述べる。
は、磁気抵抗効果素子などが挙げられる。前者は電流と
磁界との双方に比例した電圧を発生し、後者は磁界の強
さに応じて抵抗が変化するものである。両者とも本質的
には同一の現象に基づくものであるので、ここではホー
ル効果素子について述べる。
ホール効果素子は、ホール効果を応用したもので第４図
に示すようなInSbやGaAsなどの薄膜半導体に１組の電流
電極とそれに直交した電圧電極を取り付けたものであ
る。そして、電流Ｉを流し、磁場を印加すると電圧電極
間に電圧Ｖが生じこの電圧を通して、間接的に磁束を感
知するものであった。
に示すようなInSbやGaAsなどの薄膜半導体に１組の電流
電極とそれに直交した電圧電極を取り付けたものであ
る。そして、電流Ｉを流し、磁場を印加すると電圧電極
間に電圧Ｖが生じこの電圧を通して、間接的に磁束を感
知するものであった。
発明が解決しようとする課題 従来の方法では、磁束が量子化されるほどの微弱な磁場
を感知することは原理的に不可能である。
を感知することは原理的に不可能である。
この発明は、従来のものがもつ上記のような課題を解決
させ、簡単な方法で精度よく磁気を感知できるようにし
た磁気センサを提供することを目的とする。
させ、簡単な方法で精度よく磁気を感知できるようにし
た磁気センサ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 上記の目的を達成するために、この発明は次の様な構成
としている。
としている。
すなわち、この発明に係る磁気センサーは、環状超電流
膜−円状あるいは環状絶縁膜−環状超電導膜の３層構造
からなり、膜に対して垂直方向の磁場を感知するもので
ある。たとえば両側の環状超電導膜は、絶縁膜をはさん
で対称であり、各層は平行である。また、各超電導層間
（外部）には印加磁場により流れだしたジョセフソン電
流を感知するための計器４が設けられている。
膜−円状あるいは環状絶縁膜−環状超電導膜の３層構造
からなり、膜に対して垂直方向の磁場を感知するもので
ある。たとえば両側の環状超電導膜は、絶縁膜をはさん
で対称であり、各層は平行である。また、各超電導層間
（外部）には印加磁場により流れだしたジョセフソン電
流を感知するための計器４が設けられている。
作用 上記の様な磁気センサーを使用すると、磁束が量子化さ
れるほどの微弱な磁場を感知することができ、また、ジ
ョセフソン接合を通しているため応答も速い。
れるほどの微弱な磁場を感知することができ、また、ジ
ョセフソン接合を通しているため応答も速い。
更に、印加された磁場そのもののエネルギーを利用する
ため、電源は必要ない。またプレーナー構造をとってい
るためわずかな間隔のところでも設置でき、携帯も可能
である。
ため、電源は必要ない。またプレーナー構造をとってい
るためわずかな間隔のところでも設置でき、携帯も可能
である。
実施例 この発明の実施例を第１図，第２図，第３図を参照しな
がら説明する。本実施例は、第１図に示すように円形の
素子で、環状超電導膜1A−円状あるい環状絶縁膜２−環
状超電導膜1Bの３層構造を有している。ここで、円状あ
るいは環状絶縁膜２の膜厚は、ジョセフソン接合ができ
るほどのもので、約数＋Åである。各超電導膜間（外
部）には、印加磁場により流れだすジョセフソン電流を
感知するための計器（電流計４に相当するもの）を接続
する。
がら説明する。本実施例は、第１図に示すように円形の
素子で、環状超電導膜1A−円状あるい環状絶縁膜２−環
状超電導膜1Bの３層構造を有している。ここで、円状あ
るいは環状絶縁膜２の膜厚は、ジョセフソン接合ができ
るほどのもので、約数＋Åである。各超電導膜間（外
部）には、印加磁場により流れだすジョセフソン電流を
感知するための計器（電流計４に相当するもの）を接続
する。
さて、量子力学では電流は電子（対）波の位相差
（Δθ）と古典電磁気のベクトルポテンシャル（1A）に
比例することが知られている。
（Δθ）と古典電磁気のベクトルポテンシャル（1A）に
比例することが知られている。
まず、上記の構成で、外部磁場が存在しない場合は、明
らかに1A＝Ｏである。また、各超電導膜中の電子対波
は、ランダムなので位相差がなく（Δθ＝０）、絶縁膜
を通してジョセフソン接合は形成されない。すなわち電
流は流れない。
らかに1A＝Ｏである。また、各超電導膜中の電子対波
は、ランダムなので位相差がなく（Δθ＝０）、絶縁膜
を通してジョセフソン接合は形成されない。すなわち電
流は流れない。
しかし、膜に対して垂直な磁場成分が存在すると、第２
図に示すように、環方向にベクトルポテンシャル1Aが存
在し、環方向に電流（うず電流）が流れる。第２図にお
いて、磁場Ｂの向きは紙面の表から裏方向を示す。こ
の電流は超電導体では磁場の量子化のため、環状超電導
膜中に電子対波の定在波６を形成する。ただし、定在波
の進行方向は、磁場の進行方向に対して右回りである。
この現象は両側の各環状超電導膜１（1A,1B）に起こ
り、超電導膜に形成された定在波６により両側の超電導
膜中の電子対波には第３図に示すごとく位相のそろわな
いところができ、膜に対して垂直方向に電子対波の位相
差（Δθ）ができる。このように位相差のできる部分は
ジョセフソン接合７を形成し、絶縁膜を通してジョセフ
ソン電流Ｊが流れる。流れ出した電流は、外部回路の電
流計４に相当するものにより感知され、この電流を通し
て間接的に磁場を感じることができる。
図に示すように、環方向にベクトルポテンシャル1Aが存
在し、環方向に電流（うず電流）が流れる。第２図にお
いて、磁場Ｂの向きは紙面の表から裏方向を示す。こ
の電流は超電導体では磁場の量子化のため、環状超電導
膜中に電子対波の定在波６を形成する。ただし、定在波
の進行方向は、磁場の進行方向に対して右回りである。
この現象は両側の各環状超電導膜１（1A,1B）に起こ
り、超電導膜に形成された定在波６により両側の超電導
膜中の電子対波には第３図に示すごとく位相のそろわな
いところができ、膜に対して垂直方向に電子対波の位相
差（Δθ）ができる。このように位相差のできる部分は
ジョセフソン接合７を形成し、絶縁膜を通してジョセフ
ソン電流Ｊが流れる。流れ出した電流は、外部回路の電
流計４に相当するものにより感知され、この電流を通し
て間接的に磁場を感じることができる。
また、絶縁膜２を超電導膜と同じ環状にすることも有効
であり、ある物質内部の磁場を感知したい場合は、磁気
センサーのループ内に前記の物質を設置することにより
物質内部の磁場を感知することができる。
であり、ある物質内部の磁場を感知したい場合は、磁気
センサーのループ内に前記の物質を設置することにより
物質内部の磁場を感知することができる。
発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明は簡単な構造を
しているが、ジョセフソン接合を通しているため感度も
高く、磁束が量子化されるほどの微弱な磁場を感知する
ことができるという効果を有するものである。
しているが、ジョセフソン接合を通しているため感度も
高く、磁束が量子化されるほどの微弱な磁場を感知する
ことができるという効果を有するものである。
第１図は本発明の一実施例における磁気センサーの概要
図、第２図は同実施例における環状超電導膜中の定状波
のモデル図、第３図（ａ），（ｂ）は同実施例における
磁気センサーの側面図、それに対応するジョセフソン電
流の模式図、第４図は従来の磁気センサーの一例である
ホール素子の模式図である。 １……環状超電導膜、２……円状絶縁膜、４……電流
計、６……電子対波の定在波、７……ジョセフソン接合
部。
図、第２図は同実施例における環状超電導膜中の定状波
のモデル図、第３図（ａ），（ｂ）は同実施例における
磁気センサーの側面図、それに対応するジョセフソン電
流の模式図、第４図は従来の磁気センサーの一例である
ホール素子の模式図である。 １……環状超電導膜、２……円状絶縁膜、４……電流
計、６……電子対波の定在波、７……ジョセフソン接合
部。
Claims (1)
- 【請求項１】第一の環状超電導膜、円状あるいは環状絶
縁膜、第二の環状超電導膜の３層の３槽構造を有し、 前記円状あるいは環状絶縁膜は、前記第一の環状超電導
膜と第二の環状超電導膜とがジョセフソン接合を形成で
きる膜厚を有し、 前記第一の環状超電導膜と第二の環状超電導膜とに接続
され、電流を感知する計器を有し、 前記計器により前記ジョセフソン接合を流れるジョセフ
ソン電流を検知することにより、前記膜に対して垂直方
向の磁場を検知することを特徴とした磁気センサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63198214A JPH0782084B2 (ja) | 1988-08-09 | 1988-08-09 | 磁気センサー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63198214A JPH0782084B2 (ja) | 1988-08-09 | 1988-08-09 | 磁気センサー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0247576A JPH0247576A (ja) | 1990-02-16 |
| JPH0782084B2 true JPH0782084B2 (ja) | 1995-09-06 |
Family
ID=16387390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63198214A Expired - Fee Related JPH0782084B2 (ja) | 1988-08-09 | 1988-08-09 | 磁気センサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0782084B2 (ja) |
-
1988
- 1988-08-09 JP JP63198214A patent/JPH0782084B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0247576A (ja) | 1990-02-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |