JPH0878738A - 超伝導量子干渉素子の磁束トラップ除去装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 極低温雰囲気中への外部熱侵入の増加を防止
し、しかも磁束トラップの除去を確実化する。 【構成】 ＳＱＵＩＤ素子を収容する極低温ケーシング
１の内部において、臨界電流よりも大きい電流が供給さ
れることにより常伝導状態になり、ＳＱＵＩＤ素子の少
なくとも一部を加熱する超伝導状態破壊用ジョセフソン
接合６をフィードバックコイル５と並列接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は超伝導量子干渉素子の
磁束トラップ除去装置およびその方法に関し、さらに詳
細にいえば、超伝導量子干渉素子を超伝導転移温度以下
に冷却する過程において超伝導量子干渉素子に磁束がト
ラップされた場合に、磁束のトラップを解消させるため
の装置およびその方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から磁束に対する感度が著しく高い
という特性に着目して、生体磁場計測等の微弱磁場計測
をはじめとして種々の分野で超伝導量子干渉素子（Ｓｕ
ｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｉｎｔ
ｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｄｅｖｉｃｅ、以下、ＳＱＵＩＤ
と略称する）が採用されている。

【０００３】ところで、ＳＱＵＩＤ素子は超伝導転移温
度以下に冷却されることが必要であるため、ＳＱＵＩＤ
素子を液体ヘリウム等に浸漬するか、またはＳＱＵＩＤ
素子を極低温冷凍機により冷却することが必要になる。
しかし、何れの冷却方法を採用しても、ＳＱＵＩＤ素子
の全範囲が同時に超伝導転移温度以下になることは殆ど
期待できず、一般にはある部分からある部分に向かって
徐々に温度が低下し、最終的に全範囲が超伝導転移温度
以下になるのである。したがって、例えば、ＳＱＵＩＤ
素子の周縁部から中央部に向かって徐々に温度が低下す
る場合であって、周囲の雑音磁場が大きい場合には、周
縁部のみが超伝導転移温度以下に冷却された状態におい
て中央部に閉じ込められた磁束が残存し、しかも磁束閉
じ込め領域が小さくなるにしたがって磁束密度が大きく
なるので、中央部はいつまでも超伝導状態に転移しない
ことになってしまう。この結果、ＳＱＵＩＤ素子の特性
が著しく劣化してしまう。

【０００４】このような不都合を解消するために、図８
に示すように、従来は内部雰囲気が超伝導転移温度以下
にまで冷却される極低温ケーシング５１の内部に、ジョ
セフソン接合５３が設けられた超伝導ループ５２、イン
プットコイル５４、フィードバックコイル５５を設ける
だけでなく、超伝導ループ５２に近接させて常伝導状態
に転移させるためのヒータ５６を設ける構成が採用され
ている。尚、ヒータ５６に対する給電配線はフィードバ
ックコイル５５、超伝導ループ５２、インプットコイル
５４に対する配線とは別個に設けられている。

【０００５】この構成を採用すれば、出力電圧低下等に
より磁束がトラップされている状態を検出した場合に、
ヒータ５６に通電することによりＳＱＵＩＤ素子を局部
的に加熱し、局部的に常伝導状態に転移させることがで
きる。そして、ヒータ５６に対する通電を停止してＳＱ
ＵＩＤ素子を再び冷却すれば、ＳＱＵＩＤ素子は最も加
熱された端部に向かって徐々に超伝導転移温度以下に冷
却されるので、磁束トラップを確実に解消させることが
できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の磁束トラップ除
去装置においては、ＳＱＵＩＤ素子自体として必要な配
線が極低温ケーシング５１を貫通して設けられているだ
けでなく、磁束トラップを除去するだけのために設けら
れたヒータ５６に対する給電配線も極低温ケーシング５
１を貫通することになり、ＳＱＵＩＤ素子を用いるシス
テム全体としての構成を複雑にするとともに、ヒータ５
６に対する給電配線を通して極低温ケーシング５１内に
侵入する熱量が増加し、ＳＱＵＩＤ素子を超伝導転移温
度以下に冷却することが困難になってしまう。特に、生
体磁場の計測を行なう場合には、必要なＳＱＵＩＤ素子
の数が１００程度もしくはそれ以上になり、しかもＳＱ
ＵＩＤ素子毎にヒータ５６が必要になるのであるから、
ヒータ５６に対する給電配線を通して極低温ケーシング
５１内に侵入する熱量が著しく多くなってしまう。この
結果、液体ヘリウムを用いる場合には、液体ヘリウムの
必要量または消費量が著しく増加し、極低温冷凍機を用
いる場合には、冷凍能力が大きいものを用いることが必
要になるのみならず、超伝導転移温度以下にまで冷却す
るための所要時間が著しく長くなってしまう。

【０００７】

【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、外部侵入熱量の増加を未然に防止し、し
かも磁束トラップを確実に解消させることができるＳＱ
ＵＩＤ素子の磁束トラップ除去装置およびその方法を提
供することを目的としている。

【０００８】

【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、請求項１の磁束トラップ除去装置は、臨界電流よ
りも大きな電流が流されることにより常伝導状態に転移
して抵抗として機能し、超伝導量子干渉素子を加熱して
常伝導状態に転移させるジョセフソン接合が極低温ケー
シング内においてフィードバックコイルと直列接続され
てあり、上記ジョセフソン接合およびフィードバックコ
イルに上記臨界電流よりも大きな電流を供給する状態と
超伝導ループに導かれる磁束の変化を補償するための電
流を供給する状態とを選択する制御手段が設けられたも
のである。

【０００９】請求項２の磁束トラップ除去方法は、フィ
ードバックコイルと直列にジョセフソン接合を接続して
おき、フィードバックコイルに該ジョセフソン接合の臨
界電流を越える電流を供給することにより該ジョセフソ
ン接合を常伝導状態に転移させ、上記電流の供給を継続
することにより超伝導量子干渉素子を常伝導状態に転移
させ、その後、フィードバックコイルに対する上記電流
の供給を停止して超伝導量子干渉素子を冷却し、超伝導
状態に転移させる方法である。

【００１０】

【作用】請求項１の磁束トラップ装置であれば、ジョセ
フソン接合を有する超伝導ループ、超伝導ループに磁束
を導くインプットコイルおよびインプットコイルにより
超伝導ループに導かれる磁束の変化を補償すべく補償用
磁束を超伝導ループに導くフィードバックコイルを、内
部温度が超伝導転移温度以下に冷却された極低温ケーシ
ング内に収容して超伝導転移温度以下に冷却した場合
に、磁束トラップが発生していれば、制御手段によって
フィードバックコイルと直列接続されたジョセフソン接
合に臨界電流よりも大きい電流を通電することにより、
このジョセフソン接合を常伝導状態に転移させてヒータ
として機能させることができ、この通電を継続すること
によりＳＱＵＩＤ素子の少なくとも一部を通常伝導状態
に転移させることができる。その後、制御手段によって
ヒータとして機能しているジョセフソン接合への比較的
大きな電流の通電を停止してＳＱＵＩＤ素子を冷却する
ことにより磁束トラップを生じさせることなく全ての構
成要素を超伝導転移温度以下に冷却できる。

【００１１】さらに詳細に説明すると、例えば、当初の
冷却過程において素子の周縁部から順次超伝導転移温度
以下にまで冷却されることにより磁束トラップが生じた
場合であっても、常伝導状態に転移したジョセフソン接
合がヒータとして機能し、素子の一部が加熱されること
に起因して、素子の一部が通常伝導状態に転移される。
したがって、その後、ジョセフソン接合への臨界電流よ
りも大きい電流の通電を停止して素子を冷却することに
より、磁束トラップを生じさせることなく素子全体を超
伝導転移温度以下にまで冷却できる。

【００１２】また、上記ジョセフソン接合は極低温ケー
シングの内部においてフィードバックコイルと直列接続
されているのであるから、ヒータを設けることに伴な
う、極低温ケーシングを貫通する配線の数の増加を未然
に防止でき、外部侵入熱量の増加をも未然に防止でき
る。この結果、ＳＱＵＩＤ素子を含むシステム全体とし
ての構成の複雑化を防止できるとともに、ＳＱＵＩＤ素
子の冷却を容易化できる。また、上記ジョセフソン接合
は、臨界電流を越えない電流が流される通常動作時には
超伝導素子として機能しており、発熱を伴なわないの
で、ＳＱＵＩＤ素子を極低温に保持し続けるために必要
な液体ヘリウムの必要量または消費量の増加を抑制し、
極低温冷凍機を用いる場合における冷凍能力の増加を抑
制することができる。

【００１３】請求項２の磁束トラップ除去方法であれ
ば、ジョセフソン接合を有する超伝導ループ、超伝導ル
ープに磁束を導くインプットコイルおよびインプットコ
イルにより超伝導ループに導かれる磁束の変化を補償す
べく補償用磁束を超伝導ループに導くフィードバックコ
イルを、内部温度が超伝導転移温度以下に冷却された極
低温ケーシング内に収容して超伝導転移温度以下に冷却
した場合に、磁束トラップが発生していれば、フィード
バックコイルと直列接続されたジョセフソン接合に臨界
電流よりも大きい電流を通電することにより、このジョ
セフソン接合を常伝導状態に転移させてヒータとして機
能させることができ、この通電を継続することによりＳ
ＱＵＩＤ素子の少なくとも一部を通常伝導状態に転移さ
せることができる。その後、ヒータとして機能している
ジョセフソン接合への比較的大きな電流の通電を停止し
てＳＱＵＩＤ素子を冷却することにより磁束トラップを
生じさせることなく全ての構成要素を超伝導転移温度以
下に冷却できる。

【００１４】また、この発明においては、フィードバッ
クコイルと直列にジョセフソン接合を接続しているので
あるから、極低温ケーシングを貫通する配線の数の増加
を未然に防止でき、外部侵入熱量の増加をも未然に防止
できる。この結果、ＳＱＵＩＤ素子を含むシステム全体
としての構成の複雑化を防止できるとともに、ＳＱＵＩ
Ｄ素子の冷却を容易化できる。また、上記ジョセフソン
接合は、臨界電流を越えない電流が流される通常動作時
には超伝導素子として機能しており、発熱を伴なわない
ので、ＳＱＵＩＤ素子を極低温に保持し続けるために必
要な液体ヘリウムの必要量または消費量の増加を抑制
し、極低温冷凍機を用いる場合における冷凍能力の増加
を抑制することができる。

【００１５】

【実施例】以下、実施例を示す添付図面によって詳細に
説明する。図１はこの発明の磁束トラップ除去装置の一
実施例が組み込まれたＳＱＵＩＤ素子の構成を示す概略
図であり、１対のジョセフソン接合３を有する超伝導ル
ープ２、図示しないピックアップコイルにより検出され
た外部磁束を超伝導ループ２に導くインプットコイル
４、インプットコイル４により超伝導ループ２に導かれ
る磁束の変化を補償すべく補償用の磁束を超伝導ループ
２に導くフィードバックコイル５、およびフィードバッ
クコイル５と直列接続された超伝導状態破壊用ジョセフ
ソン接合６が、内部雰囲気が超伝導転移温度以下に冷却
される極低温ケーシング１に収容されている。尚、２ａ
は超伝導ループ２に対してバイアスを供給するためのバ
イアス供給配線、２ｂは超伝導ループ２から信号を取出
すための信号取出し配線であって磁束ロックループ回路
（以下、ＦＬＬと略称する）７と接続されている。５ａ
はＦＬＬ７および磁束トラップ除去用電源８とフィード
バックコイル５とを接続する配線である。そして、バイ
アス供給配線２ａ、配線５ａおよび信号取り出し配線２
ｂは極低温ケーシング１を貫通して常温側と極低温側の
電気的接続を達成している。また、上記配線５ａは、常
温側において第２スイッチ９によりＦＬＬ７または磁束
トラップ除去用電源８と選択的に接続されている。

【００１６】上記ＦＬＬ７は、信号取出し配線２ｂによ
り超伝導ループ２から取出された信号を増幅する増幅器
７ａと、変調信号発生器７ｂと、変調信号発生器７ｂか
ら出力される変調信号により増幅器７ａから出力される
増幅信号を検波するロックイン検波器７ｃと、検波信号
を積分し、増幅する積分増幅器７ｄと、積分増幅器７ｄ
からの出力を変調信号発生器７ｂから出力される変調信
号により変調して得た電圧信号を電流信号に変換して第
２スイッチ９の一方の端子９ａに供給する第１電圧電流
変換器７ｅと、上記電圧信号に代えて特性測定用の掃引
波を第１電圧電流変換器７ｅに供給する第１スイッチ７
ｆとを有している。尚、上記増幅信号がＳＱＵＩＤ出力
として使用され、上記積分増幅器７ｄからの出力がＦＬ
Ｌ出力として使用される。また、第１スイッチ７ｆは、
上記変調して得た信号が一方の端子７ｆ１に供給され、
上記特性測定用の掃引波が他方の端子７ｆ２に供給さ
れ、切替端子７ｆ３が第１電圧電流変換器７ｅに接続さ
れている。

【００１７】上記磁束トラップ除去用電源８は、磁束ト
ラップ除去用電圧信号が供給される第２電圧電流変換器
８ａからなり、上記第２スイッチ９の他方の端子９ｂに
電流信号を供給する。上記第２スイッチ９は、何れかの
端子に供給されている電流信号をフィードバックコイル
５に供給するものである。

【００１８】また、上記第１スイッチ７ｆ、第２スイッ
チ９の状態を制御する制御部１０が設けられている。こ
の制御部１０は、ＳＱＵＩＤ素子の特性を測定する場合
に第１スイッチ７ｆの切替端子７ｆ３を他方の端子７ｆ
２に接続し、ＳＱＵＩＤ素子の磁束トラップを除去する
場合に第２スイッチ９の切替端子９ｃを他方の端子９ｂ
に接続し、通常の動作を行わせる場合に第１スイッチ７
ｆの切替端子７ｆ３を一方の端子７ｆ１に接続するとと
もに、第２スイッチ９の切替端子９ｃを一方の端子９ａ
に接続する。尚、上記第２スイッチ９および制御部１０
により制御手段を構成している。

【００１９】上記超伝導状態破壊用ジョセフソン接合６
としては、例えば、下部Ｎｂ層の厚みが２００ｎｍ、ト
ンネル障壁層としてのＡｌ−ＡｌＯｘ層の厚みが８ｎ
ｍ、上部Ｎｂ層の厚みが１００ｎｍであり、平面サイズ
が８μｍ×８μｍのものを採用する。また、超伝導ルー
プ２のジョセフソン接合３として、例えば、各層の厚み
が超伝導状態破壊用ジョセフソン接合６と等しい厚みを
有し、平面サイズが２μｍ×２μｍのものを採用する。
さらに、例えば、ＳＱＵＩＤ動作時にフィードバックコ
イル５に流れる電流の最大値が１００μＡ、超伝導状態
破壊用ジョセフソン接合６の臨界電流が３００μＡ、磁
束トラップ除去操作時にフィードバックコイル５に流す
電流が約１０ｍＡに設定される。

【００２０】上記の構成のＳＱＵＩＤ素子の作用は次の
とおりである。ＳＱＵＩＤ素子を超伝導転移温度以下に
まで冷却する場合には、例えば極低温冷凍機等が用いら
れることになるが、ＳＱＵＩＤ素子自体の冷却に関して
は、ＳＱＵＩＤ素子自体の熱容量等の影響を受けるの
で、どの部分を最も早く超伝導転移温度以下にまで冷却
し、どの部分を最も遅く超伝導転移温度以下にまで冷却
するかを制御することは殆ど不可能である。また、冷却
過程において周囲の雑音磁場が大きいか否かについても
完全には制御することができない。したがって、所定の
冷却時間が経過した時点において磁束トラップが生じて
いる場合がある。尚、磁束トラップが生じているか否か
に関しては、例えば、超伝導ループ２からの出力電圧の
変化量等に基づいて簡単に判別できる。

【００２１】そして、磁束トラップが生じている場合に
は、制御部１０により第２スイッチ９の切替端子９ｃを
上記他方の端子９ｂと接続し、配線５ａを磁束トラップ
除去用電源８と接続することにより超伝導状態破壊用ジ
ョセフソン接合６に対して臨界電流よりも大きい電流を
供給すればよく、超伝導状態破壊用ジョセフソン接合６
を部分的に常伝導状態に転移させてヒータとして機能さ
せることができ、この電流供給状態を継続することによ
りＳＱＵＩＤ素子を部分的に常伝導状態に転移させるこ
とができる。その後、超伝導状態破壊用ジョセフソン接
合６に対する臨界電流よりも大きい電流の供給を停止
し、再び極低温冷凍機による冷却を行なえば、常伝導状
態に転移された部分が最後に超伝導転移温度以下にまで
冷却されることになるので、トラップされていた磁束を
ＳＱＵＩＤ素子から排除できる。即ち、磁束トラップを
除去できる。

【００２２】したがって、その後は、従来のＳＱＵＩＤ
素子と同様に高感度の磁束検出動作を行なわせることが
できる。尚、この磁束検出動作は従来公知であるから、
詳細な説明は省略する。もちろん、ＦＬＬ７からフィー
ドバックコイル５に供給される電流は超伝導状態破壊用
ジョセフソン接合６にも流れることになるが、ＦＬＬ７
によりフィードバックコイル５に供給される電流は著し
く微弱であるから、超伝導状態破壊用ジョセフソン接合
６は超伝導状態のままであり、発熱が皆無であるから、
ＳＱＵＩＤ素子の動作に全く悪影響を及ぼさない。

【００２３】また、以上の説明から明らかなように、超
伝導状態破壊用ジョセフソン接合６に通電するための特
別の配線は設けられていないのであるから、極低温ケー
シング１の側壁を貫通する配線の数はヒータを設けてい
ない従来装置と同じであり、配線数の増加に起因する構
成の複雑化、ＳＱＵＩＤ素子の冷却の困難化を未然に防
止できる。

【００２４】図２はこの発明の磁束トラップ除去方法を
説明するフローチャートである。ステップＳＰ１におい
て初期リセットを行う。この初期リセットは、ＳＱＵＩ
Ｄ素子の冷却開始時、または電源投入時に磁束トラップ
が発生する場合が多いことを考慮して、ＳＱＵＩＤ素子
を用いて磁束計測を行う前に必ず行う磁束トラップ除去
操作である。

【００２５】ステップＳＰ２において第２スイッチ９を
切換えて第１電圧電流変換器７ｅとフィードバックコイ
ル５とを接続するとともに、第１スイッチ７ｆを切換え
て特性測定用の掃引波を電圧電流変換器７ｅに供給す
る。ステップＳＰ３において特性測定用の掃引波（図３
参照）を第１電圧電流変換器７ｅにより電流信号に変換
してフィードバックコイル５に供給し、ＦＬＬ７の増幅
器７ａから出力されるＳＱＵＩＤ出力を読み取る。

【００２６】ステップＳＰ４においてＳＱＵＩＤ出力の
変化量が規定値以上であるか否かを判別し、変化量が規
定値よりも小さければステップＳＰ５において磁束トラ
ップ除去操作を行い、再びステップＳＰ４の判別を行
う。具体的には、磁束トラップがない場合には、図４に
示すようにＳＱＵＩＤ出力の変化量が大きいのに対し
て、磁束トラップがある場合には、図５に示すようにＳ
ＱＵＩＤ出力の変化量が小さいので、上記規定値を適切
に設定しておくことにより、磁束トラップの有無を判別
することができる。

【００２７】ステップＳＰ４において変化量が規定値以
上であると判別された場合には、ステップＳＰ６におい
てＳＱＵＩＤ出力が特性測定用の掃引波に対して滑らか
に変化するか否かを判別し、滑らかに変化しない場合に
はステップＳＰ７において磁束トラップ除去操作を行
い、再びステップＳＰ６の判別を行う。ステップＳＰ６
においてＳＱＵＩＤ出力が特性測定用の掃引波に対して
滑らかに変化すると判別された場合場合には、ステップ
ＳＰ８において第１スイッチ７ｆを操作して、積分増幅
器７ｄからの出力を変調信号発生器７ｂから出力される
変調信号により変調した信号を第１電圧電流変換器７ｅ
に供給する。

【００２８】ステップＳＰ９においてＦＬＬ７の設定
（例えば、何れかの構成要素におけるゲインなどの定数
の設定）を行う。ステップＳＰ１０においてＦＬＬ出力
の雑音が規定値以下か否かを判別し、雑音が規定値より
も大きければステップＳＰ１１において磁束トラップ除
去操作を行い、再びステップＳＰ１０の判別を行う。

【００２９】ステップＳＰ１０においてＦＬＬ出力の雑
音が規定値以下であると判別された場合には、ステップ
ＳＰ１２において測定準備完了を表示する。図６は図２
のフローチャートのステップＳＰ１、ＳＰ５、ＳＰ７、
ＳＰ１１における磁束トラップ除去操作を説明するフロ
ーチャートである。ステップＳＰ１において第２スイッ
チ９を切換えて磁束トラップ除去用の第２電圧電流変換
器８ａとフィードバックコイル５とを接続し、ステップ
ＳＰ２において磁束トラップ除去用電圧信号を第２電圧
電流変換器８ａに供給して、フィードバックコイル５と
直列接続された超伝導状態破壊用ジョセフソン接合６に
臨界電流よりも大きい電流を供給する。ここで、超伝導
状態破壊用ジョセフソン接合６に供給される電流は図７
に示すとおりであり、臨界電流よりも大きい電流になる
まで徐々に増加した後、臨界電流よりも大きい電流のま
ま所定時間保持され、その後、徐々に減少する。なお、
図７に示す電流変化特性中、最大電流値、最大電流継続
時間などは、ＳＱＵＩＤ素子の一部の超伝導状態を破壊
するのに十分な値、時間に設定される。

【００３０】そして、ステップＳＰ３において第２スイ
ッチ９を切換えてＦＬＬ７の第１電圧電流変換器７ｅと
フィードバックコイル５とを接続し、磁束トラップ除去
操作を終了する。なお、この発明は上記の実施例に限定
されるものではなく、例えば、超伝導状態破壊用ジョセ
フソン接合６は極低温領域においてフィードバックコイ
ル５と接続されていれば、任意の位置に設けることが可
能であり、また、任意の個数だけフィードバックコイル
５と直列接続することが可能である。

【００３１】

【発明の効果】請求項１の発明は、ヒータを設けること
に伴なう、極低温ケーシングを貫通する配線の数の増加
を未然に防止し、外部侵入熱量の増加をも未然に防止し
て、ＳＱＵＩＤ素子を含むシステム全体としての構成の
複雑化を防止できるとともに、ＳＱＵＩＤ素子の冷却を
容易化でき、しかも磁束トラップを確実に除去できると
ともにＳＱＵＩＤ動作時における余分な発熱を未然に防
止できるという特有の効果を奏する。

【００３２】請求項２の発明も、ヒータを設けることに
伴なう、極低温ケーシングを貫通する配線の数の増加を
未然に防止し、外部侵入熱量の増加をも未然に防止し
て、ＳＱＵＩＤ素子を含むシステム全体としての構成の
複雑化を防止できるとともに、ＳＱＵＩＤ素子の冷却を
容易化でき、しかも磁束トラップを確実に除去できると
ともにＳＱＵＩＤ動作時における余分な発熱を未然に防
止できるという特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の磁束トラップ除去装置の一実施例が
組み込まれたＳＱＵＩＤ素子およびＦＬＬの構成を示す
概略図である。

【図２】この発明の磁束トラップ除去方法の一実施例を
説明するフローチャートである。

【図３】特性測定用の掃引波の一例を示す図である。

【図４】磁束トラップがない状態におけるＳＱＵＩＤ出
力の一例を示す図である。

【図５】磁束トラップがある状態におけるＳＱＵＩＤ出
力の一例を示す図である。

【図６】磁束トラップ除去操作を説明するフローチャー
トである。

【図７】超伝導状態破壊用ジョセフソン接合に供給され
る電流の一例を示す図である。

【図８】従来の磁束トラップ除去装置が組み込まれたＳ
ＱＵＩＤ素子の構成を示す概略図である。

【符号の説明】

１ 極低温ケーシング ２ 超伝導ループ ２ａ バイアス供給配線 ３ ジョセフソン接合 ４ インプットコイル ５ フィードバックコイル ６ 超伝導状態破壊用ジョセフソン接合 ９ 第２ス
イッチ １０ 制御部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ジョセフソン接合（３）を有する超伝導
   ループ（２）、超伝導ループ（２）に磁束を導くインプ
   ットコイル（４）およびインプットコイル（４）により
   超伝導ループ（２）に導かれる磁束の変化を補償すべく
   補償用磁束を超伝導ループ（２）に導くフィードバック
   コイル（５）を含む超伝導量子干渉素子が、内部温度が
   超伝導転移温度以下に冷却された極低温ケーシング
   （１）内に収容されてあり、臨界電流よりも大きな電流
   が流されることにより常伝導状態に転移して抵抗として
   機能し、超伝導量子干渉素子を加熱して常伝導状態に転
   移させるジョセフソン接合（６）が極低温ケーシング
   （１）内においてフィードバックコイル（５）と直列接
   続されてあり、上記ジョセフソン接合（６）およびフィ
   ードバックコイル（５）に上記臨界電流よりも大きな電
   流を供給する状態と上記磁束の変化を補償するための電
   流を供給する状態とを選択する制御手段（９）（１０）
   が設けられてあることを特徴とする超伝導量子干渉素子
   の磁束トラップ除去装置。
2. 【請求項２】 ジョセフソン接合（３）を有する超伝導
   ループ（２）、超伝導ループ（２）に磁束を導くインプ
   ットコイル（４）およびインプットコイル（４）により
   超伝導ループ（２）に導かれる磁束の変化を補償すべく
   補償用磁束を超伝導ループ（２）に導くフィードバック
   コイル（５）を含む超伝導量子干渉素子が、内部温度が
   超伝導転移温度以下に冷却された極低温ケーシング
   （１）内に収容されてあり、極低温ケーシング（１）の
   内部においてフィードバックコイル（５）と直列にジョ
   セフソン接合（６）が接続されてあり、フィードバック
   コイル（５）に該ジョセフソン接合（６）の臨界電流を
   越える電流を供給することにより該ジョセフソン接合
   （６）を常伝導状態に転移させ、上記電流の供給を継続
   することにより超伝導量子干渉素子を常伝導状態に転移
   させ、その後、フィードバックコイル（５）に対する上
   記電流の供給を停止して超伝導量子干渉素子を冷却し、
   超伝導状態に転移させることを特徴とする超伝導量子干
   渉素子の磁束トラップ除去方法。