JPH08220201A - 超伝導量子干渉計 - Google Patents

超伝導量子干渉計

Info

Publication number
JPH08220201A
JPH08220201A JP2153795A JP2153795A JPH08220201A JP H08220201 A JPH08220201 A JP H08220201A JP 2153795 A JP2153795 A JP 2153795A JP 2153795 A JP2153795 A JP 2153795A JP H08220201 A JPH08220201 A JP H08220201A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coil
thin film
superconducting
superconducting quantum
input coil
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.)
Pending
Application number
JP2153795A
Other languages
English (en)
Inventor
Tatsuya Munaka
達也 務中
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.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP2153795A priority Critical patent/JPH08220201A/ja
Publication of JPH08220201A publication Critical patent/JPH08220201A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 極めて簡単な構成で入力コイルと検出コイル
の接続部分に入る磁束の影響を除去できるようにする。 【構成】 薄膜で一体形成したSQUID素子チップ1
には、SQUID2、入力コイル3、入力コイルパッド
4が設けられ、接続用基板6上にNb薄膜7が形成さ
れ、入力コイルパッド4とNb薄膜7との間に超伝導ボ
ンディング5が施されている。検出コイル9の本体部分
から接続用基板6側に伸びるワイヤーはツイストペア構
造となっており、その端部はハンダ8によりNb薄膜7
に接続されている。そして、接続用基板6上にNb薄膜
7および検出コイル9のツイストペアになっていない部
分を囲むようにNbループ14が設けられ、このNbル
ープ14により検出コイル9のツイストペア構造になっ
ていない部分への磁束の侵入を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、脳磁界計測、心磁界計
測等の生体磁気計測や地磁気計測などの微小磁界計測用
センサに用いられる超伝導量子干渉計に関する。
【0002】
【従来の技術】超伝導量子干渉計においては、一般に、
被測定磁束を直接超伝導量子干渉素子リング(SQUI
Dリング)で拾わず、SQUIDリングと磁気的に結合
された入力コイルと、その入力コイルと超伝導接続され
る検出コイルとからなる超伝導ループである磁束トラン
ス等と称される入力回路を用い、検出コイルで検出され
た被測定磁束が入力回路を介してSQUIDリングに伝
達される。
【0003】そして、例えば、DC−SQUIDの場
合、このSQUIDリングは磁束ロック回路によって駆
動されるが、この磁束ロック回路では、通常、AF発振
器からの交流電流をSQUIDリングに近接して設けら
れたフィードバックコイルに流してSQUIDリングに
交流磁束を印加し、その状態でのSQUIDリングの出
力を増幅してAF発振器からの基準信号と比べて位相検
波し、さらに、これを積分型増幅器及びフィードバック
コイルを介してSQUIDリングにフィードバックする
ことにより磁束を検出している。
【0004】ここで、入力コイルは上記したようにSQ
UIDリングに対して磁気的に結合する必要があるた
め、通常はSQUIDリングと同一の基板上に形成さ
れ、その両端部は超伝導体製のパッドを介して外付けの
検出コイルの両端に超伝導接続される。
【0005】このような従来の超伝導量子干渉計を図2
に示す。図2において、1は薄膜で一体形成されたSQ
UID素子チップで、SQUID(超伝導量子干渉素
子)2、入力コイル3、入力コイルパッド4よりなり、
SQUID2は二つのジョセフソン接合(超伝導の弱結
合部分)をもつ超伝導リングより構成される。6は接続
用基板であり、この基板6上にNb薄膜7が形成され、
SQUID素子チップ1の入力コイルパッド4とNb薄
膜7との間に超伝導ボンディング5が施されている。9
は検出コイルであり、この検出コイルの本体部分から接
続用基板6側に伸びるワイヤーはツイストペア構造とな
っており、その端部はハンダ8によりNb薄膜7に接続
されている。そして、検出コイル9、Nb薄膜7、超伝
導ボンディング5、入力コイルパッド4、入力コイル3
により閉ループを構成し、検出コイル9に信号磁場が加
わると、この閉ループは、検出コイルに加わった信号磁
場を遮断する電流が流れるように動作する。したがっ
て、検出コイル部分では磁場の歪みが生じる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の超伝導量子干渉
計は上記のように構成されており、超伝導量子干渉計を
磁気センサとして作用させるためには検出コイルと入力
コイルとを超伝導接続しなければならず、φ100μm
程度の線である検出コイルを別の基板を介して素子上に
形成されている入力コイルのパッドに接続している。こ
の際、検出コイル側はハンダ付けやネジ止めが用いら
れ、入力側はボンディングを用いている。
【0007】しかしながら、入力コイルと超伝導パッド
とを繋ぐ配線は半導体の製造技術を利用したフォトリソ
グラフィ技術によって作製されるため、これら両配線間
の距離は非常に狭く(数10μm程度)、外乱磁場への
感度が小さいのでコイルバランスを劣化させる要因とは
なりにくく、また、検出コイルの本体部分から伸びるワ
イヤーは上記したツイストペア構造の採用によって同じ
くコイルバランスの劣化への影響は少なくできるもの
の、検出コイルと接続用基板との接続部分においてルー
プが生じてしまい、このループを通る外乱磁場によって
コイルバランスの劣化が生じるという問題がある。
【0008】即ち、SQUID素子チップ1、接続用基
板6の部分は超伝導状態となるので、磁束は入り込まな
いが、図3に示すように、検出コイル9とNb薄膜7と
の接続部及び超伝導ボンディング5においてはどうして
も磁束が入る部分ができてしまうので、その分は誤差に
なってしまう。ここで、図3の10の磁場による誘起電
流12は、上記したように二つのボンディング線5の距
離が数10μm程度と、小さいので、あまり問題になら
ないが、11の磁場による誘起電流13は検出コイルの
ツイストペアになっていない部分の距離が3〜5mm程
度と大きいためノイズとして計測されてしまう。これを
防止するために、装置全体あるいは一部をNb管等の超
伝導体で磁気シールドすることも行われているが、この
ような方法ではコストがかかるばかりでなく、超伝導体
による磁場のゆがみが正確な測定を妨げるという新たな
問題も発生している。
【0009】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、極めて簡単な構成で入力コイルと検出
コイルの接続部分に入る磁束の影響を除去することがで
きる超伝導量子干渉計を提供することを目的としてい
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の超伝導量子干渉計は、超伝導量子干渉素子
リングと、磁場を検出する検出コイルと、前記超伝導量
子干渉素子リングに前記磁場を伝達する入力コイルとを
有するものにおいて、検出コイルと入力コイルとを接続
する部分を超伝導体の閉じたループで囲んだことを特徴
とする。
【0011】
【作用】本発明の超伝導量子干渉計は上記のように検出
コイルと入力コイルとを接続する部分が超伝導体の閉じ
たループで囲まれており、超伝導のループの中を磁束が
通れないので、特にその部分だけを選択的にしかもコス
トをかけずに磁気シールドすることができる。また、使
用する超伝導体の体積も小さいので磁場のゆがみによる
影響も小さい。
【0012】
【実施例】以下、本発明の超伝導量子干渉計の実施例に
ついて図1により説明する。図1において、1はSQU
ID素子チップで、薄膜で一体形成したものであり、S
QUID2、入力コイル3、入力コイルパッド4よりな
る。6はガラスからなる接続用基板であり、この基板6
上にNb薄膜7が形成され、SQUID素子チップ1の
入力コイルパッド4とNb薄膜7との間に超伝導ボンデ
ィング5が施されている。9は検出コイルであり、この
検出コイル9の本体部分から接続用基板6側に伸びるワ
イヤーはツイストペア構造となっており、その端部はハ
ンダ8によりNb薄膜7に接続されている。以上の構造
は従来と同様であり、この実施例では、さらに、接続用
基板6上にNb薄膜7および検出コイル9のツイストペ
ア構造になっていない部分を囲むようにNbループ14
が設けられている。Nb薄膜7及びNbループ14は基
板6上にNb薄膜を成膜し、接続用のパッド部分と超伝
導ループの部分を同一層でパターニングすることによっ
て作製することができる。
【0013】そして、検出コイル9、Nb薄膜7、超伝
導ボンディング5、入力コイルパッド4、入力コイル3
により閉ループが構成され、検出コイル9の本体部分で
被測定磁束が検出されると、検出コイル9のツイストペ
ア構造になっている部分、ツイストペア構造になってい
ない部分、Nb薄膜7、超伝導ボンディング5、入力コ
イルパッド4、入力コイル3を介してSQUID2に磁
束が伝達される。
【0014】このとき、接続用基板6上に形成されたN
bループ14内の中を磁束は通ることができないので、
検出コイル9のツイストペア構造になっていない部分に
はノイズ源となる誘起電流が発生しないので、入力コイ
ルと検出コイルの接続部分に入る磁束の影響を除去する
ことができる。また、二つのボンディング線5間の磁場
による誘起電流は二つのボンディング線5の距離が数1
0μm程度と、小さいので、あまり問題にならない。
【0015】なお、上記実施例では、SQUID素子チ
ップの入力コイルと検出コイルとを接続する接続用基板
を素子基板とは別個に設ける例を説明したが、接続用基
板を素子基板上に含む形態のものにも本発明を適用する
ことができる。
【0016】また、上記実施例では、Nbループ14と
Nb薄膜7を同一層に形成したが、Nbループだけを層
を別にして成膜することもでき、この場合にはツイスト
ペア構造の部分だけを囲むようにNbループを作製すれ
ばよい。
【0017】さらに、上記実施例では、超伝導薄膜とし
てNbを用いたが、Nbに限らずNbN、Nb−Ti、
Pn、In−Pn、In−Pn−Au等を使用すること
もでき、基板もガラスに限らず石英、Si、MgO、ガ
ラエポ、FRP、ポリイミドフィルム等を使用すること
ができる。また、薄膜ではなくNb線を用いて超伝導ル
ープを作製することも可能である。
【0018】以上のように、本発明は上記実施例に限定
されるものではなく特許請求の範囲に記載された本発明
の要旨の範囲内で種々の変更を行うことが可能である。
本発明の変更実施態様を下記に例示する。
【0019】(1)超伝導量子干渉素子リングと、磁場
を検出する検出コイルと、前記超伝導量子干渉素子リン
グに前記磁場を伝達する入力コイルとを有する超伝導量
子干渉計において、検出コイルの入力コイルと接続され
る端部であって、ツイストペア構造となっていない部分
を超伝導体の閉じたループで囲んだことを特徴とする超
伝導量子干渉計。
【0020】(2)超伝導量子干渉素子リングと入力コ
イルと入力コイルパッドが薄膜で一体形成されたSQU
ID素子チップと、磁場を検出する検出コイルと、この
検出コイルの端部が接続されるNb薄膜が表面に形成さ
れた接続用基板と、上記SQUID素子チップの入力コ
イルパッドと上記接続用基板のNb薄膜とを接続する超
伝導ボンディングとを有する超伝導量子干渉計におい
て、上記接続用基板に超伝導体ループを設け、この超伝
導体ループによって検出コイルのツイストペア構造とな
っていない部分とNb薄膜とを囲んだことを特徴とする
超伝導量子干渉計。
【0021】
【発明の効果】本発明の超伝導量子干渉計は上記のよう
に、検出コイルと入力コイルとを接続する部分を超伝導
体の閉じたループで囲んでおり、この超伝導ループ内に
磁場が入ることができないので、この部分にはノイズ源
となる誘起電流が発生しないので、入力コイルと検出コ
イルの接続部分に入る磁束の影響を除去することができ
る。また、単に超伝導ループを設けるだけであるので、
Nb管等によって磁気シールドする場合に比較して安価
に磁束の影響を除去することができ、また、測定磁場の
ゆがみも小さいので、正確な測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の超伝導量子干渉計の一実施例を示す図
である。
【図2】従来の超伝導量子干渉計を示す図である。
【図3】従来の超伝導量子干渉計への外部磁界の影響を
示す図である。
【符号の説明】
1 SQUID素子チップ 2 SQUID 3 入力コイル 4 入力コイルパッド 5 超伝導ボンディング 6 接続用基板 7 Nb薄膜 8 ハンダ 9検出コイル 14 Nbループ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 超伝導量子干渉素子リングと、磁場を検
    出する検出コイルと、前記超伝導量子干渉素子リングに
    前記磁場を伝達する入力コイルとを有する超伝導量子干
    渉計において、検出コイルと入力コイルとを接続する部
    分を超伝導体の閉じたループで囲んだことを特徴とする
    超伝導量子干渉計。
JP2153795A 1995-02-09 1995-02-09 超伝導量子干渉計 Pending JPH08220201A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2153795A JPH08220201A (ja) 1995-02-09 1995-02-09 超伝導量子干渉計

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2153795A JPH08220201A (ja) 1995-02-09 1995-02-09 超伝導量子干渉計

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08220201A true JPH08220201A (ja) 1996-08-30

Family

ID=12057722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2153795A Pending JPH08220201A (ja) 1995-02-09 1995-02-09 超伝導量子干渉計

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08220201A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020088588A (ko) * 2001-05-18 2002-11-29 엘지전자 주식회사 초전도 양자간섭소자 주사현미경
KR100364784B1 (ko) * 2000-02-16 2002-12-16 엘지전자 주식회사 자장 측정 장치
JP2005348460A (ja) * 2004-05-31 2005-12-15 Nikkiso Co Ltd 検知用コイル及びそれを用いたキャンドモータポンプ
WO2011034280A3 (ko) * 2009-09-15 2011-05-12 한국표준과학연구원 스퀴드 센서 및 그 제조방법

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100364784B1 (ko) * 2000-02-16 2002-12-16 엘지전자 주식회사 자장 측정 장치
KR20020088588A (ko) * 2001-05-18 2002-11-29 엘지전자 주식회사 초전도 양자간섭소자 주사현미경
JP2005348460A (ja) * 2004-05-31 2005-12-15 Nikkiso Co Ltd 検知用コイル及びそれを用いたキャンドモータポンプ
JP4568030B2 (ja) * 2004-05-31 2010-10-27 日機装株式会社 検知用コイル及びそれを用いたキャンドモータポンプ
WO2011034280A3 (ko) * 2009-09-15 2011-05-12 한국표준과학연구원 스퀴드 센서 및 그 제조방법
KR101037770B1 (ko) * 2009-09-15 2011-05-27 한국표준과학연구원 스퀴드 센서 및 그 제조방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Awschalom et al. Low‐noise modular microsusceptometer using nearly quantum limited dc SQUIDs
JP2893714B2 (ja) 薄膜型squid磁束計およびこれを用いた生体磁気計測装置
US7394246B2 (en) Superconductive quantum interference device (SQUID) system for measuring magnetic susceptibility of materials
JPH0868835A (ja) 平面ソレノイド及び平面ソレノイドを用いたsquid磁力計
JPH1048303A (ja) 検出コイル一体型squid
US5053706A (en) Compact low-distortion squid magnetometer
JP3205021B2 (ja) ピックアップコイル
JPH08220201A (ja) 超伝導量子干渉計
JPH10242537A (ja) 超伝導量子干渉素子
JP3156396B2 (ja) 差動型squid磁束計及びこれを用いた生体磁場計測装置
Cantor et al. First-order planar superconducting quantum interference device gradiometers with long baseline
JPH0798368A (ja) Dc−squid磁束計
JP3021970B2 (ja) 機能性超伝導磁気シールドおよびこれを用いる磁束計
JPH04160380A (ja) ディジタルsquid磁束計
JP3206198B2 (ja) Dc−squid磁束計
Qian et al. Integrated driving and readout circuits for orthogonal fluxgate sensor
JPH0817251B2 (ja) Squid磁束計
JP3062959B2 (ja) 高感度磁場検出器
JPH01129178A (ja) スキッド磁束計
JPH07294614A (ja) Squid素子
JP2943293B2 (ja) Dc―squid磁力計
JPH0572309A (ja) Dc−squid素子
JP2000275312A (ja) Squid磁束計
JPH08201489A (ja) Squid磁束計
JPH03199985A (ja) 微小磁界計測ユニット