| 研究課題/領域番号 |
10650412
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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 |
笹田 一郎 九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (20117120)
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| キーワード | 高温超伝導 / SQUIDセンサ / 1 / fノイズ / 磁束トラップ / 微弱磁界測定 / バイクリスタル接合 |
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| 研究概要 |
昨年度までの研究により傾角30度のバイクリスタル接合を用いた高性能SQUIDの作製が可能となった。本年度はこのSQUIDと磁界検出コイル(大きさ:6mmx3mm)を結合した磁気センサを高性能化するとともに、本センサを用いた微弱磁界測定システムを開発した。特に、生体磁気計測において重要となるセンサの1/fノイズを改善する方法を明らかにした。センサの1/fノイズはSQUIDを構成するジョセフソン接合と磁界検出コイルから発生していることが知られている。そこでまず、ジョセフソン接合の1/fノイズが接合の臨界電流の揺らぎにより発生していることを明らかにし、この揺らぎを電子回路的に除去するためのいわゆるacバイアス法を開発した。次に、検出コイルから発生する1/fノイズが検出コイルにトラップした磁束により生じていることを明らかにし、この問題を解決するため、幅の狭い超伝導ループを4本並列につないだ新しい検出コイルの構造を考案した。これらの改善によりセンサの1/fノイズを大幅に改善することに成功した。その結果f=1 Hzでのセンサの磁気ノイズはS_B^<1/2>=460 fT/Hz^<1/2>となり、高周波帯での値S_B^<1/2>=175 fT/Hz^<1/2>の2倍程度に抑えることに成功した。今後、検出コイルの大きさを10mmx10mmに拡大すればセンサの磁気ノイズはf=1 HzでS_B^<1/2>=138 fT/Hz^<1/2>、高周波帯でS_B^<1/2>=52 fT/Hz^<1/2>となることが期待でき、これらの性能は心臓磁界計測に充分なものである。
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