磁気シールド無しで使えるSQUIDの開発

研究の目標SQUIDは、感度、ダイナミックレンジ、周波数帯域において他種の磁気測定手段をはるかに超える性能をもっており、SQUID素子自身の雑音は原理的に量子限界まで達することが可能である.しかしながら、感度が高すぎるために通常の磁気環境では動作出来ず、磁気シールド内での使用に限られている.磁気シールド無しでの高感度磁気測定が可能となれば、物理計測だけでなくさまざまな産業、医学応用などが広がってゆくものと考えられる.我々は、SQUIDによる高感度測定を磁気シールド無しで実現させる技術を開発することを目的として、本研究に取り組んだ.研究成果1.数種のSQUID素子について、4〜1K台の温度領域で雑音測定を行った.さらに、ミリK領域までの雑音測定を行い、周波数別の温度依存性から、複数の雑音要因が存在することを明らかにした.2.SQUID素子を高速動作させる回路を試作し、従来の汎用SQUID装置をこえる100KHz以上での動作を確認した.3.これを用いて環境磁気雑音のもとでSQUIDが動作できることを確認するための作業を行っているところである.以上のことから、SQUIDの高感度性を環境磁気雑音下でも利用できる一方策を示し、高感度磁気測定応用への道筋を拓くことができると考えている.

研究の目標SQUIDは、感度、ダイナミックレンジ、周波数帯域において他種の磁気測定手段をはるかに超える性能をもっており、SQUID素子自身の雑音は原理的に量子限界まで達することが可能である.しかしながら、感度が高すぎるために通常の磁気環境では動作出来ず、磁気シールド内での使用に限られている.磁気シールド無しでの高感度磁気測定が可能となれば、物理計測だけでなくさまざまな産業、医学応用などが広がってゆくものと考えられる.我々は、SQUIDによる高感度測定を磁気シールド無しで実現させる技術を開発することを目的として、本研究に取り組んだ.研究成果1.数種のSQUID素子について、4〜1K台の温度領域で雑音測定を行った.さらに、ミリK領域までの雑音測定を行い、周波数別の温度依存性から、複数の雑音要因が存在することを明らかにした.2.SQUID素子を高速動作させる回路を試作し、従来の汎用SQUID装置をこえる100KHz以上での動作を確認した.3.これを用いて環境磁気雑音のもとでSQUIDが動作できることを確認するための作業を行っているところである.以上のことから、SQUIDの高感度性を環境磁気雑音下でも利用できる一方策を示し、高感度磁気測定応用への道筋を拓くことができると考えている.