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高温超伝導磁気センサを用いた電子回路内の高周波電流測定システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 12650430
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 計測工学
研究機関九州大学

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院, 助教授 (20150493)

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院, 教授 (80108670)
木須 隆暢  九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 助教授 (00221911)
研究期間 (年度) 2000 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2001年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2000年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
キーワード超伝導磁気センサ / 高温超伝導 / ジョセフソン接合 / バイクリスタル接合 / 磁界収束効果 / 接合アレイ / ジョセフリン侵入長 / 高周波電流プローブ / 高周波磁界 / 電流プローブ / ジョセフソン侵入長 / 臨界電流 / 冷凍機冷却
研究概要

本研究では、高温超伝導磁気センサを用いた高周波電流の測定システムを開発した。高周波電流から発生する磁界をセンサで計測し、電流を非接触で検出ためのシステムであり電子回路内の高周波電流の測定を目的としている。本研究で得られた主な成果は以下の通りである。
1)超伝導バイクリスタル接合を用いた磁気センサを開発した。本接合の電流-電圧特性が磁界により変化することを利用して、本接合を一種の磁気抵抗素子として用いることが出来るため、これにより磁気センサを構成できる。従来のSQUID磁気センサに比べると、本センサは磁界の絶対測定が可能であるという特徴を持つ。
2)磁気センサの感度を決める磁界-電圧変換効率dV/dBを最適化するため、変換効率のパラメータ依存性を実験と理論の両面から調べた。すなわち、変換効率の接合幅依存性、温度依存性、及び磁界収束効果を定量的に明らかにした。この結果センサの高感度化が可能になった。
3)電流プロープとしての本センサの性能評価を行い、従来の誘導コイルとの比較を行った。センサの面積を100ミクロンx50ミクロンとした場合、本センサは7GHzまで誘導コイルより高感度であることを示した。さらに、本センサの感度は周波数に依存しないため、本センサにより広帯域の信号測定が可能であることを示した。
4)本センサを用いた電流プローブを試作し、このプローブにより130MHzの高周波電流を非接触で測定出来ることを示した。測定周波数の上限は、現状では、測定システムにより制限されているため、今後測定システムの改良によりGHz帯の測定を行っていきたい。

報告書

(3件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (23件)

  • [文献書誌] T.Minotani et al.: "Low frequency noise of high Tc superconducting quantum interference device (SQUID) magnetometer fabricated on bicrystal substrate"Jpn. J. Appl. Phys.. Vol.39no.5A. L405-L410 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Enpuku et al.: "Josephson junction away for the measurement of high frequency magnetic fields"Jpn. J. Appl. Phys.. Vol.39No.6A. L510-L513 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Enpuku et al.: "Properties of a flux dam inserted in the pick up coil of a high Tc superconducting quantum interference device magnetometer"Jpn. J. Appl. Phys.. Vol.40no.6A. 4013-4018 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Enpuku et al.: "A four-junction switch for controlling the opening and closing of a pickup coil in high Tc SQUID magnetometer"Jpn. J. Appl. Phys.. Vol.40no.8B. L869-L871 (2001)

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  • [文献書誌] K.Enpuku et al.: "Josephson junction away for high-frequency current probe"Physica C. 367. 256-259 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Enpuku et al.: "Thermally-activated flux entry into a pickup coil through a flux dam in high Tc SQUID magnetometer"IEICE Trans. Electron. (in press). (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Minotani, M. Hotta and K. Enpuku: "Low-frequency noise of high T_c superconducting quantum interference device (SQUID) magnetometer fabricated on bicrystal substrate"Jpn J. Appl. Phys.. Vol. 39, no. 5A. L405-L410 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Enpuku, S. Ohta, A. Nakahodo and T. Minotani: "Josephson junction array for the measurement of high frequency magnetic fields"Jpn. J. Appl. Phys.. Vol. 39, no. 6A. L510-L513 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Enpuku, A. Nakahodo, M. Hotta, S. Hijiya, D. Tokimizu and D. Kuroda: "Properties of a flux dam inserted in the pickup coil of a high T_c superconducting quantum interference device magnetometer"Jpn. J. Appl. Phys.. Vol. 40, no. 6A. L4013-L4018 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Enpuku, D. Tokimizu, D. Kuroda and S. Hijiya: "A four-junction switch for controlling the opening and closing of a pickup coil in high T_c superconducting quantum interference device magnetometer"Jpn J. Appl. Phys.. Vol. 40, no. 8B. L869-L871 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Hijiya, T. Q. Yang, D. Kuroda and K. Enpuku: "Magnetometer utilizing wide bicrystal junction"Tech. Report of IEICE Japan. Vol. SCE2001-31. 49-54 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Enpuku, S. Hijiya and A. Nakahodo: "Josephosn junction array for high-frequency current probe"Physica C.. Vol. 367. 256-259 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Enpuku, D. Tokimizu, D. Kuroda and S. Hijiya: "Thermally-activated flux entry into a pickup coil thorough a flux dam in high T_c SQUID magnetometer"IEICE Trans. Electron. (in press). (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Enpuku et al.: "Properties of a flux dam inserted in the pickup coil of a high T_c superconducting quantum interference device magnetometer"Japanese Journal of Applied Physics. 40(6A). 4013-4018 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Enpuku et al.: "A four-junction switch for controlling the opening and closing of a pickup coil in high T_c superconducting quantum interference device magnetometer"Japanese Journal of Applied Physic. 40(8B). L869-L871 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 泥谷信太郎 他: "幅広のバイクリスタル接合を用いた磁気センサの開発"電子情報通信学会技術報告. SCE2001(32). 49-54 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Enpuku et al.: "Josephson Junction array for high-frequency current probe"Physica C. 367. 256-259 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Enpuku et al.: "Thermally-activated flux entry into a pickup coil through a flux dam in high Tc SQUID magnetometer"IEICE Trans. Electron. (in press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.Minotani et al: "Low-frequency noise of high Tc superconducting quantum interference device (SQUID) Magnetometer fabricated on bicrystal substrate"Japanese Journal of Applied Physics. Vol.39,No.5A. L402-L405 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Enpuku et al.: "Josephson junction array for the measurement of high-frequency magnetic fields"Japanese Journal of Applied Physic. Vol.39,No.6A. L510-L513 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Enpuku et al: "Biological immunoassay with high Tc superconducting quantum interference device (SQUID) magnetometer"IEICE Trans.Electron.. Vol.E84-C,No.1. 43-48 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Enpuku et al.: "Application of high Tc SQUID magnetometer to biological immunoassays"IEEE Trans.Appl.Supercond.. (to be published). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Enpuku et al.: "Properties of flux dam inserted in the pickup coil of high Tc superconducting quantum Interference device (SQUID) magnetometer"Japanese Journal of applied Physics. (to be published). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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