| 研究課題/領域番号 |
08650496
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
計測・制御工学
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
円福 敬二 九州大学, 大学院・システム情報科学研究科, 助教授 (20150493)
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| 研究分担者 |
吉田 啓二 九州大学, 大学院・システム情報科学研究科, 教授 (80108670)
木須 隆暢 九州大学, 大学院・システム情報科学研究科, 助教授 (00221911)
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| 研究期間 (年度) |
1996 – 1997
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| 研究課題ステータス |
完了 (1997年度)
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| 配分額 *注記 |
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
1997年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
1996年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
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| キーワード | SQUID / 磁気センサ / 高温超伝導 / ジョセフソン素子 / 磁束ノイズ / バイクリスタル基板 / 直接結合形センサ / 磁束トラップ |
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| 研究概要 |
本研究は高温超伝導体(YBaCuO薄膜)を用いた液体窒素温度(T=77K)で動作するSQUID磁気センサの開発及びそのシステム化を目的として行った。最初に、SQUIDセンサの高性能化のための設計法を確立し、これによりSQUIDパラメータの最適化をおこなった。すなわち、高性能センサ実現のためには臨界電流I_o=20μA、接合抵抗R=10Ωのジョセフソン接合を開発するとともに、インダクタンスがL=50-150pHの高性能SQUIDを開発することが重要であることを示した。本設計法は高性能センサ開発のための設計理論として、現在多くの研究機関で採用されている。
これまで上述の要求を満たす高性能ジョセフソン接合は開発されていない。このため本研究ではバイクリスタル形のジョセフソン接合の接合特性に及ぼす傾角の影響を定量的に調べ、傾角30度のバイクリスタル接合を新たに開発した。この傾角30度の接合により臨界電流I_o=20μA、接合抵抗R=10Ωの要求を満たすことに世界で初めて成功した。また、同接合を用いることにより、設計から期待されるように、液体窒素温度(T=77K)でのSQUID性能を飛躍的に改善することに成功した。
さらに、高感度な磁気センサを実現するため、1cm角の基板の上に磁界検出用のコイルとSQUIDを集積化したいわゆる直接接合型の磁気センサを開発した。本磁気センサの磁界検出感度B_nはT=77KでB_n=30fT/Hz^<1/2>であることを示し、この種のセンサとしては世界最高の性能を持つことを実証した。この磁界感度は心臓磁界の計測には充分である。
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