1990 Fiscal Year Annual Research Report
高温超伝導体を用いた超伝導量子干渉磁気センサに関する研究
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02650305
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
円福 敬二 九州大学, 工学部, 助教授 (20150493)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野田 稔 福岡工業大学, 教授 (60140802)
吉田 啓二 九州大学, 工学部, 助教授 (80108670)
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| Keywords | 酸化物高温超伝導体 / SQUID磁気センサ / 磁束ノイズ / ジョセフソン素子 / ピンポテンシャル / 臨界電流密度 |
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| Research Abstract |
本研究では高温超伝導薄膜を用いた量子干渉磁気センサ(SQUID)の開発を目的としている。SQUIDセンサの性能はこれを構成する超伝導インダクタンスとジョセフソン素子の雑音特性に大きく依存する。このため、本年度の研究においてはこれらの構成部品の雑音特性の評価を行ない、その発生機構及び薄膜の品質との関連を明らかにした。
1。超伝導インダクタンス
超伝導インダクタンスの性能改善のためには高品質の超伝導薄膜が不可欠である。本研究では、臨界温度T_c=88K、臨界電流密度J_c(T=77K)=10^6A/cm^2の高品質YBaCuO薄膜の製作技術を確立した。
超伝導インダクタンスにはいわゆる磁束ノイズが存在し、この磁束ノイズの大きさは超伝導薄膜のピンポテンシャルにより決まることが予想されている。このため本研究では、超伝導薄膜のピンポテンシャルの評価法を確立し、本方法を用いてピンポテンシャルと磁束ノイズとの関係を定量的に明らかにした。また、ピンポテンシャルと薄膜の品質との関連を明らかにし、この結果より、インダクタンスの磁束ノイズの改善のためには臨界電流密度j_cの高い薄膜を用いることが有効であることを示した。
2。ジョセフソン素子
高品質ジョセフソン素子の製作に関する研究は始まったばかりであり、製作技術の確立が現在の重要な研究課題である。高温超伝導体の超伝導特性はその結晶性に強く依存する事が知られているため、本研究では、この性質を利用したジョセフソン素子の新しい製作法を開発した。すなわち、薄膜の結晶性を人工的に制御することにより超伝導特性の弱い部分を局所的に形成し、この部分をジョセフソン素子として用いた。本方法で製作したジョセフソン素子は良好な特性を示し、本方法の有効が示された。
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[Publications] K.Enpuku: "Relation between Pinning Potential and Critical Current Density of YBaCuO Superconducting Thin Films" Japanese Journal of Applied Physics. 29. L1069-L1071 (1990)
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[Publications] T.Kisu: "Relaxation Oscillator Made of yBaCuO Thin Films" Japanese Journal of Applied Physics. 29. L2056-L2059 (1990)
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[Publications] K.Enpuku: "Critical Current and Magnetic Flux Noise of YBaCuO Thin Films in the Presence of Flux Creep" IEEE Transactions on Magnetics. MAGー27. (1991)
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[Publications] K.Enpuku: "Relaxation Oscillator Using Hysteretic CurrentーVoltage Characteristics of YBaCuO Thin Strips" IEEE Transactions on Magnetics. MAGー27. (1991)
