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レーザー励起法を用いた走査形超伝導磁気顕微鏡システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 14655154
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
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, 教授 (20150493)

研究分担者 木須 隆信 (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) 2002 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2003年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2002年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワード磁気顕微鏡 / SQUIDセンサ / SQUID電圧計 / レーザー励起 / 高温超伝導 / 磁気プローブ / 電流分布 / 磁界検出コイル
研究概要

本研究では超伝導磁気センサとレーザ励起法を用いた、走査形の磁気顕微鏡システムを開発し、その応用例として超伝導薄膜内の超伝導電流分布の観測を行った。この応用では、レーザ光を超伝導薄膜に局所的に照射し、その部分の温度を上昇させる。超伝導電流は温度に強く依存するため、レーザ光によって薄膜内の超伝導電流を局所的に変調することが出来る。レーザ光による励起の空間分解能はレーザのスポット径程度となるため、ミクロン程度の局所的な電流分布を計測できる。
超伝導電流の変調の度合いは、薄膜を電流でバイアスした場合の薄膜の両端に発生する電圧で測定することが出来る。従って、レーザ光を薄膜内で2次元的に走査した場合の電圧の変化を測定することにより薄膜内の超伝導電流の分布を観測することが出来る。本方法を高温超伝導薄膜やYBCOテープ線材に適用し、試料内の電流分布を可視化することに成功した。また、この結果から超伝導特性の弱い部分を明らかにし、試料内の材料構造との関係を調べた。
超伝導薄膜からの信号電圧は非常に小さいためその測定には高感度の電圧計が必要になる。このため、超伝導磁気センサ(SQUIDセンサ)を用いた高感度電圧計を開発し、この電圧計が超伝導薄膜からの信号電圧をピコボルトレベルまで測定できることを示した。超伝導薄膜のような低インピーダンスの試料の電圧を高感度に測定することは、半導体を用いた電圧計では不可能であり、SQUID電圧計で始めて可能である。従ってレーザ励起法とSQUID電圧計を組み合わせることにより高感度な顕微鏡システムの開発が可能となった。

報告書

(2件)
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (9件)

  • [文献書誌] T.Q.Yang et al.: "SQUID magnetometer utilizing normal pickup coil and resonant-type coupling circuit"Physica C. 392-396. 1396-1400 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kiss et al.: "Percolative transition and scaling of transport E-J characteristics in YBCO coated IBAD tape"IEEE Trans.Appl.Supercond.. Vol.13 No.2. 2607-2610 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kiss et al.: "Critical current properties in HTS tapes"Physica C. 392-396. 1053-1062 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 木須隆暢 他: "低温走査レーザ顕微鏡によるイットリウム系超伝導線材の局所的超伝導特性の評価"Forum of Superconductivity Science and Technology News. vol.96. 8-11 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Enpuku et al.: "Josephson junction array for high-frequency probe"Physica C. vol.367. 256-259 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Q.Yang et al.: "High T_c superconducting quantum interference device magnetometer utilizing cooled copper pickup coil and coupling circuit"Japanese Journal of Applied Physics. vol.41 no.11A. L1221-L1223 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Enpuku et al.: "Suppression of thermally activated flux entry through a flux in high T_c superconducting quantum interference device magnetometer"Journal of Applied Physics. vol.92 no.8. 4751-4757 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kiss et al.: "Percolative transition and scaling of transport E-J characteristics in YBCO coated IBAD tape"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. (to be published). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Q.Yang et al.: "SQUID magnetometer utilizing normal pickup coil and resonant-type coupling circuit"Physica C. (to be published). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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