JPS63309876A - Multi-type dcsquid magnetometer - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To contrive to improve the performance by using parallel superconductive loops, a meander type coil, and a magnetic meter or a gradiometer, for a superconductive quantum interference element (SQUID) loop, an input coil, and a pickup coil, respectively. CONSTITUTION:An SQUID loop 8 is formed by connecting in parallel plural superconductive loops, therefore, inductance errors of each superconductive loop are offset, and a prescribed inductance can be realized easily. Also, since a meander type coil is adopted for an input coil 7 of a signal, a large inductance can be realized comparatively easily. Since a magnet type coil or a gradiometer type coil is adopted for a pickup coil 6, the balance is excellent, and a zero input is adjusted easily. Also, by forming a Josephson junction by an Nb-oxide- Pb or Nb3Ge-oxide-Pb junction, a multi-type de-SQUID magnetometer being stable and having a long service life is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、超伝導量子干渉素子（ＳＱＵＩＤ　：　Ｓｕ
ｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ　Ｑｕａｎｔｕｓ　Ｉｎｔ
ｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　Ｄｅｖｉｃｅ）を用いたｄｃ　Ｓ
Ｑ旧り磁力計に係り、特に、磁界の空間分布を１ｎ−ｓ
　ｉｔｕに（ｉｎ　ｉｔｓ　ｏｒｉｇｉｎａｌ　ｐｌａ
ｃｅ；その場で）測定できるようにしたマルチ型ｄａ　
５ＱＵＩＤ磁力計に関する。[Detailed Description of the Invention] "Industrial Application Field" The present invention is directed to superconducting quantum interference devices (SQUID: Su
perconducting Quantus Int
dc S using
Q Regarding old magnetometers, in particular, the spatial distribution of the magnetic field is 1ns-s.
in its original pla
ce; multi-type da that enables on-the-spot measurement
Regarding the 5QUID magnetometer.

「従来技術」 従来から微小磁界の計測に用いられているｄｃＳＱｔｌ
ｌＤ磁力計は、単一チャンネル型のものであり、バルク
ボビンに巻かれたピックアップコイルに単一の超伝導量
子干渉素子（ＳＱＵＩＤ）をハイブリッドに結合した構
成をとっている。"Conventional technology" dcSQtl, which has been conventionally used to measure minute magnetic fields
The ID magnetometer is of a single channel type, and has a configuration in which a single superconducting quantum interference device (SQUID) is hybridly coupled to a pickup coil wound on a bulk bobbin.

この種の５ＱＵＩＤは、集積回路技術を用いて製作され
、たとえば、第５図に示す５ｑｕａｒｅ　ｗａｓｈｅｒ
型の５ＱＵＩＤループｌと、第６図に示すスパイラル状
の入力コイル４とを保有する形式のものである。This type of 5QUID is manufactured using integrated circuit technology, and is, for example, a 5quare washer shown in FIG.
This type has a 5QUID loop l and a spiral input coil 4 shown in FIG.

５ＱＵＩＤループｌと入力コイル４とは、絶縁層を介し
て上下に構成され、相互インダクタンスにより電気的に
結合される。The 5QUID loop 1 and the input coil 4 are arranged one above the other with an insulating layer interposed therebetween, and are electrically coupled through mutual inductance.

そして、５ＱＵＩＤループ１に、下地電極・対向電極共
にｐｂ金合金用いたジョセフソン接合が接続され、５Ｑ
ＵＩＤが構成される。Then, a Josephson junction made of PB gold alloy is connected to the 5QUID loop 1 for both the base electrode and the counter electrode.
A UID is configured.

「発明が解決しようとする問題点」 ところで、上述した従来のｄｃ　５ＱＵＩＤ磁力計には
、次のような問題点があった。"Problems to be Solved by the Invention" By the way, the conventional dc 5QUID magnetometer described above has the following problems.

■　単一チャンネルであるため、時間的・空間的に変化
する磁界の空間分布を、１ｎ−ｓｉｔｕに計測すること
ができない。- Since it is a single channel, it is not possible to measure the spatial distribution of a magnetic field that changes temporally and spatially in 1n-situ.

■　５ｑｕａｒｅ　ｗａｓｈｅｒ型の５ＱＵＩＤループ
ｌを用いると、ループ１のインダクタンスの値が５ｑｕ
ａｒｅ　ｗａｓｈｅｒの加工精度に強く依存するため、
インダクタンスの制御性が低下する。■ When using 5QUID loop l of 5quare washer type, the value of inductance of loop 1 is 5qu.
Because it strongly depends on the processing accuracy of are washer,
Controllability of inductance deteriorates.

■　５ｑｕａｒｅ　ｗａｓｈｅｒ型の５ＱＬＩＩＤルー
プｌを用いると、第５図に示す、中央の開口部２とルー
プ本体ｌの外周とを連結するスリット部３のインダクタ
ンスを低減化するために、第７図に示す接地面構造が必
要となる。この結果、接地面５とループ本体ｌとが絶縁
層を挟んだコンデンサの構造になるため、静電容量Ｃが
増大する。また、接地面構造を用いても、スリット部３
のインダクタンスを完全には低減化することはできず、
５ＱＵＩＤループｌのインダクタンスの制御性がさらに
低下する。■ When a 5QLIID loop 1 of 5quare washer type is used, in order to reduce the inductance of the slit portion 3 connecting the central opening 2 shown in FIG. 5 and the outer periphery of the loop body 1, the inductance shown in FIG. A ground plane structure is required. As a result, the ground plane 5 and the loop body 1 form a capacitor structure with an insulating layer sandwiched therebetween, so that the capacitance C increases. Moreover, even if a ground plane structure is used, the slit portion 3
It is not possible to completely reduce the inductance of
The controllability of the inductance of the 5QUID loop l further deteriorates.

■　第６図に示すスパイラル状の平面型コイル４を入力
コイルに用いた場合、ターン数を増やして感度の向上を
図ろうとすると、線幅、およびピッチを小さくせねばな
らず、加工が困難になると同時に断線しやすくなる。■ When the spiral planar coil 4 shown in Figure 6 is used as the input coil, if you try to increase the number of turns to improve sensitivity, you will have to reduce the line width and pitch, making processing difficult. At the same time, it becomes easy to disconnect.

■　スパイラル状の入力コイル４を用いると、入力コイ
ル４と５ＱＵＩＤル一プ本体１とがコンデンサを構成し
、静電容量の増大を招く。(2) When a spiral input coil 4 is used, the input coil 4 and the 5QUID loop main body 1 constitute a capacitor, leading to an increase in capacitance.

■　静電容量が増大すると、ＬＣ共振モードの電圧が小
さくなり、５ＱＵＩＤの動作領域内に多数のステップが
現れ、出力が歪む。■ As the capacitance increases, the voltage in the LC resonance mode becomes smaller, many steps appear in the operating region of the 5QUID, and the output is distorted.

■　信号入力を検出して、入力コイルに送り込むピック
アップコイルとして、バルクボビンに巻かれたピックア
ップコイルを用いると、ボビンは機械的に加工され、加
工精度を高くできないため、ゼロ入力の調整が困難とな
る。■ If a pickup coil wound around a bulk bobbin is used as the pickup coil that detects the signal input and sends it to the input coil, the bobbin is mechanically processed and the processing accuracy cannot be high, making it difficult to adjust the zero input. .

■　バルクボビンに巻かれたピックアップコイルにより
多チャンネル化を図ろうとすると、５Ｑｔｌ　ｌ　Ｄル
ープ、入力コイル、ピックアップコイルの各コイルの中
心軸を平行にするのが困難となる。(2) If an attempt is made to create multiple channels using a pickup coil wound on a bulk bobbin, it will be difficult to make the center axes of the 5Qtl D loop, input coil, and pickup coil parallel.

■　下地電極・対向電極共にｐｂ金合金構成されるジョ
セフソン接合を基本素子に用いると、５ＱＵＩＤ特性が
、室温での長期保存、あるいは室温と極低温の間の熱サ
イクルによって変化することがあり、５ＱＵＩＤの寿命
が短くなる。■ When a Josephson junction composed of a PB gold alloy is used for both the base electrode and the counter electrode, the 5QUID characteristics may change due to long-term storage at room temperature or thermal cycling between room temperature and cryogenic temperature. The lifespan of 5QUID will be shortened.

本発明は、上述の欠点を改善するためになされたもので
、出力に歪がなく、インダクタンスおよびゼロ入力調整
の再現性・制御性に優れ、磁界の空間分布が１ｎ−ｓｉ
ｔｕに評価できる高性能・長寿命のマルチ型ｄａ　５Ｑ
ＵＩＤ磁力計を提供することを目的とする。The present invention has been made to improve the above-mentioned drawbacks, and has no distortion in the output, excellent reproducibility and controllability of inductance and zero input adjustment, and a spatial distribution of the magnetic field of 1n-si.
Multi-type da 5Q with high performance and long life that is highly rated by tu.
The purpose of the present invention is to provide a UID magnetometer.

「問題点を解決するための手段」 上述した問題点を解決するためにこの発明は、５ＱＩＪ
ＩＤループとして並列の超伝導ループを用い、信号の入
力コイルにメアンダ型コイルを用い、ピックアップコイ
ルに平面型のマグネットメータ型コイル、あるいはグラ
ディオメータ型コイルを用いてなる要素ｄｃ　５Ｑｔｌ
ｌＤを、Ｍ×Ｎ（Ｍ、Ｎは整数）のマトリックス状に配
列してなるマルチ型ｄｃ　５ＱＵＩＤを有することを特
徴とする。"Means for Solving the Problems" In order to solve the above-mentioned problems, this invention
An element dc 5Qtl that uses a parallel superconducting loop as the ID loop, a meander-type coil as the signal input coil, and a flat magnetometer-type coil or gradiometer-type coil as the pickup coil.
It is characterized by having a multi-type dc 5QUID in which IDs are arranged in a matrix of M×N (M and N are integers).

また、基本となるジョセフソン接合に、Ｎｂ−ｏｘｉｄ
ｅ−Ｐｂ、または、Ｎｂ５Ｇｅ−ｏｘｉｄｅ−Ｐｂ　ト
ンネル接合を用いたことを特徴とする。In addition, Nb-oxide is added to the basic Josephson junction.
It is characterized by using an e-Pb or Nb5Ge-oxide-Pb tunnel junction.

従来の技術とは、５ＱＵＩＤループ、入力コイル、ピッ
クアップコイルの構成方法、多チャンネルであること、
およびジョセフソン接合の下地電極の材料と形成方法が
異なる。Conventional technology includes a 5QUID loop, input coil, pickup coil configuration method, multi-channel,
The material and formation method of the base electrode of the Josephson junction are different.

「作用」 この発明によれば、次のような作用・効果が得られる。"action" According to this invention, the following actions and effects can be obtained.

■超伝導ループを複数並列に接続して５ＱＵＩＤループ
を形成したから、各超伝導ループのインダクタンス誤差
が相殺され、所定のインダクタンスを容易に実現するこ
とができる。すなわち、５ＱＵＩＤループのインダクタ
ンスの制御性が向上する。(2) Since a plurality of superconducting loops are connected in parallel to form a 5QUID loop, the inductance errors of each superconducting loop are canceled out, and a predetermined inductance can be easily achieved. That is, the controllability of the inductance of the 5QUID loop is improved.

■入力コイルにメアンダ型コイルを採用したため、大き
なインダクタンスを比較的容易に実現できる。■Since a meander-type coil is used for the input coil, large inductance can be achieved relatively easily.

このため、従来のスパイラル状の入力コイルに比べてタ
ーン数を少なくできる。また、線幅やピッチを小さくす
る必要がないから、加工が容易となり、断線する確率も
ずっと小さくなる。Therefore, the number of turns can be reduced compared to conventional spiral input coils. Furthermore, since there is no need to reduce the line width or pitch, processing is easier and the probability of wire breakage is much smaller.

■ピックアップコイルにマグネットメータ型コイル、ま
たはグラディオメータ型コイルを採用したので、従来の
バルクボビンに巻き付けたピックアップコイルに比べて
、バランスが優れ、ゼロ入力の調整も容易となる。■Since a magnetometer type coil or gradiometer type coil is used for the pickup coil, it has better balance than a conventional pickup coil wound on a bulk bobbin, and it is easier to adjust the zero input.

また、多チャンネル化した場合も、各コイルのバランス
がよい。Furthermore, even when multi-channeling is used, each coil is well balanced.

■多チャンネル化したので、空間的な広がりをもちつつ
変化する磁界を１ｎ−ｓｉｔｕに測定できる。- Since it has multiple channels, it is possible to measure a magnetic field that changes over a spatial extent in 1n-situ.

■ジョセフソン接合をＮｂ−ｏｘ　１ｄｅ−Ｐｂ、また
はＮｂ３Ｇｅ−ｏｘｉｄｅ−Ｐｂ接合としたから、安定
かつ長寿命である。■Since the Josephson junction is Nb-ox 1de-Pb or Nb3Ge-oxide-Pb junction, it is stable and has a long life.

「実施例」 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。"Example" Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第１図は、この発明の一実施例によるマルチ型ｄａ　５
ＱＵＩＤ磁力計に使用する要素５ＱＵＩＤの構成を示す
図である。FIG. 1 shows a multi-type da 5 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing the configuration of element 5QUID used in the QUID magnetometer.

この要素５ＱＵＩＤを、３×３、あるいは４×４のマト
リックス状に配列し、多チャンネルとしたものが、本実
施例によるマルチ型ｄｃ　５ＱＵＩＤ磁力計である。The multi-type dc 5QUID magnetometer according to this embodiment is one in which these 5QUID elements are arranged in a 3×3 or 4×4 matrix to form multiple channels.

第１図において、６はピックアップコイル、７は入力コ
イル、８は５ＱＵＩＤループ、９はジョセフソン接合で
あり、これらから要素５ＱＵＩＤ　１０が構成されてい
る。In FIG. 1, 6 is a pickup coil, 7 is an input coil, 8 is a 5QUID loop, and 9 is a Josephson junction, which constitute an element 5QUID 10.

以下、これらの構成要素につき説明する。These constituent elements will be explained below.

ピックアップコイル６には、第２図（ａ）に示すグラデ
ィオメータ型のコイルが使用される。これは、１対の矩
形状コイルに逆向きの電流が流れるように、ラインを交
差した形になっている。なお、ピックアップコイル６に
は、同図（ｂ）に示すようなｌターンのマグネットメー
タ型コイルを使用してもよい。As the pickup coil 6, a gradiometer type coil shown in FIG. 2(a) is used. This is a pair of rectangular coils with lines crossing each other so that currents flow in opposite directions. Note that the pickup coil 6 may be an l-turn magnetometer type coil as shown in FIG. 2(b).

このピックアップコイル６は、入力コイル７と一体化さ
れており、入力信号を検出して入力コイル７に電流を流
す。This pickup coil 6 is integrated with an input coil 7, detects an input signal, and causes current to flow through the input coil 7.

入力コイル７には、第３図に示すようなメアン−’Ｉ− ダ（ｍｅａｎｄｅｒ）型のコイルを用いる。このコイル
のインダクタンスは、矩形波１周期分のインダクタンス
の和である。ここで、各矩形のインダクタンスをＬ（ｓ
ｑｕａｒｅ）とし、矩形がｎ個あるとすると、入力コイ
ル７のインダクタンスＬｉは、次式で与えられる。As the input coil 7, a meander type coil as shown in FIG. 3 is used. The inductance of this coil is the sum of inductances for one cycle of the rectangular wave. Here, the inductance of each rectangle is L(s
square) and there are n rectangles, the inductance Li of the input coil 7 is given by the following equation.

Ｌｉ＝　ｎｏＬ（ｓｑｕａｒｅ）−・・・（１）矩形の
インダクタンスＬ（ｓｑｕａｒｅ）は、通常大きくとれ
るので、矩形の個数ｎを小さくしても、入力コイル７の
インダクタンスＬｉを大きくすることができる。Li=noL (square) - (1) Since the inductance L (square) of a rectangle can usually be large, the inductance Li of the input coil 7 can be increased even if the number n of rectangles is decreased.

入力コイル７に流れる電流は、５ＱＵＩＤループ８に磁
界を送り、超伝導体であるｓｑｕ＋Ｄループ８中に電流
を生じさせる。The current flowing through the input coil 7 sends a magnetic field to the 5QUID loop 8, creating a current in the superconductor squ+D loop 8.

５ＱＵＩＤループ８は、第４図に示すような超伝導ルー
プ、すなわち、ループの大きさくａＸｂ）に比べて線幅
２ｃが無視できるような、超伝導ストリップラインによ
り構成された超伝導ループを、ｎ個（第１図では６個）
並列に接続したものである。5QUID loop 8 is a superconducting loop as shown in FIG. pieces (6 pieces in Figure 1)
They are connected in parallel.

３ＱＵＩＤループ８に生じた電流は、これに接続された
一対のジョセフソン接合９に流れ、あらかじめジョセフ
ソン接合９に流していたバイアス電流Ｉｂに重量され、
バイアス電流ｒｂを変調する。すなわち、ジョセフソン
接合９の両端の電圧を入力信号に応じて変化させ、５Ｑ
ｔｌｌＤ　１０の出力信号とする。The current generated in the 3QUID loop 8 flows through a pair of Josephson junctions 9 connected thereto, and is weighted by the bias current Ib that has been passed through the Josephson junctions 9 in advance.
Modulate the bias current rb. That is, the voltage across the Josephson junction 9 is changed according to the input signal, and the 5Q
Let it be the output signal of tllD10.

ジョセフソン接合９の下地電極には、Ｎｂ５Ｇｅｓある
いはＮｂを用い、下地電極・対向電極間の、非常に薄い
絶縁膜からなるトンネルバリアには、下地電極の安定酸
化物を、対向電極にはＰｂを用いて、安定性を改善する
。すなわち、ジョセフソン接合９の構成は、Ｎｂ５Ｇｅ
−ｏｘ　１ｄｅ−Ｐｂ、またはＮｂ−ｏｘｉｄｅ−ｐｂ
という形になる。The base electrode of the Josephson junction 9 is made of Nb5Ges or Nb, the tunnel barrier made of a very thin insulating film between the base electrode and the counter electrode is made of a stable oxide of the base electrode, and the counter electrode is made of Pb. Use to improve stability. That is, the configuration of the Josephson junction 9 is Nb5Ge
-ox 1de-Pb, or Nb-oxide-pb
It will look like this.

この場合、Ｎｂ３Ｇｅ、あるいはＮｂ上にはｐｂ薄膜を
形成する。また、Ｎｂ３Ｇｅ−ｏｘｉｄｅ−ＰｂＳＮｂ
−ｏｘｉｄｅ−Ｐｂトンネル接合の臨界電流の制御、お
よび接合品質の向上のためには、ＣＦ４クリーニング法
が不可欠であり、ＣＦ４クリーニング法を用いることに
より、臨界電流値の制御は容易となる。なお、ＣＦ４ク
リ−ユング法については、米国特許第４，４１２，９０
２号に詳述されている。In this case, a pb thin film is formed on Nb3Ge or Nb. Also, Nb3Ge-oxide-PbSNb
In order to control the critical current of the -oxide-Pb tunnel junction and improve the quality of the junction, the CF4 cleaning method is essential, and by using the CF4 cleaning method, the critical current value can be easily controlled. The CF4 cleaning method is described in U.S. Patent No. 4,412,90.
It is detailed in No. 2.

上述した要素５ＱｔｌｌＤ　１０を、４×４個、あるい
は３ｘ３個、同一基板上に配列することにより、マルチ
型の３ＱｔｌｌＤを作製する。A multi-type 3QtllD is fabricated by arranging 4×4 or 3×3 elements of the above-mentioned 5QtllD 10 on the same substrate.

次に、この実施例の作用・効果を、従来のものと対比し
ながら、以下に説明する。Next, the functions and effects of this embodiment will be explained below while comparing it with the conventional one.

■ジョセフソン接合９について。■About Josephson junction 9.

ジョセフソン接合９には、臨界電流の制御性および安定
性が要求される。The Josephson junction 9 is required to have critical current controllability and stability.

従来から用いられているＰｂ合金接合は、臨界電流の制
御性は良好であるが、室温での長期保存、および５Ｑｔ
ｌｌＤの動作温度である４、２にの極低温と室温との間
の熱サイクルに対し、臨界電流値が変化することがあり
、安定性に問題があった。ｐｂ合金接合が安定でない理
由は、酸化物バリヤ内の酸素が対向電極との界面に拡散
すること、および接合部の対向電極にヒロック（ｈｉｌ
ｌｏｃｋ　：突起）が生ずることの２点である。Conventionally used Pb alloy joints have good controllability of critical current, but require long-term storage at room temperature and 5Qt
The critical current value may change with respect to thermal cycles between the cryogenic temperature of 4.2, which is the operating temperature of LLD, and room temperature, resulting in stability problems. The reason why the pb alloy bond is not stable is that oxygen in the oxide barrier diffuses to the interface with the counter electrode, and hillocks occur on the counter electrode of the joint.
The two points are that a lock (protrusion) occurs.

これに対して、本実施例で使用したＮｂ５Ｇｅ、または
Ｎｂは、融点が非常に高く、しかも機械的強度が大きい
ため、室温保存による再結晶や、熱サイクルに伴う応力
の影響を受けず安定である。Ｎｂ、Ｇｅ。On the other hand, Nb5Ge or Nb used in this example has a very high melting point and high mechanical strength, so it is stable without being recrystallized when stored at room temperature or affected by stress caused by thermal cycles. be. Nb, Ge.

あるいはＮｂ上に形成したｐｂ薄膜は、Ｎｂ３Ｇｅ、あ
るいはＮｂに対する密着力に優れ、その結果室温保存に
よる再結晶や、ヒロックの発生が防止される。Alternatively, a Pb thin film formed on Nb has excellent adhesion to Nb3Ge or Nb, and as a result, recrystallization and hillock formation due to storage at room temperature are prevented.

さらに、Ｎｂ５ＧｅやＮｂを酸化して形成される酸化物
は、ｐｂの酸化物に比べて安定であるため、酸素が対向
電極に拡散することはない。Furthermore, since the oxide formed by oxidizing Nb5Ge or Nb is more stable than the oxide of pb, oxygen will not diffuse into the counter electrode.

■５ＱＵＩＤループ８について。■About 5QUID loop 8.

５ＱＵＩＤループ８は、雑音のスペクトル密度Ｓ　Ｆ　
ｓすなわち、 ＳＦ　〜４Ｋａ４’Ｌｓ”／　Ｒ−−（２）ただし、Ｋ
ｎはボルツマン定数、 ■は絶対温度、 Ｒは接合の抵抗 を小さくするために、できるだけ低い値（通常は１００
ｐＨ以下）が望ましい。5QUID loop 8 calculates the noise spectral density S F
s, that is, SF ~4Ka4'Ls''/R--(2) However, K
n is the Boltzmann constant, ■ is the absolute temperature, and R is a value as low as possible (usually 100
below) is desirable.

従来の５ｑｕａｒｅ　ｗａｓｈｅｒ型の５ＱＵＩＤルー
プｌにおいては、第５図に示す開口部２のインダクタン
スＬｃとスリット部３のインダクタンスし、との和のイ
ンダクタンスＬ８、すなわち、 ｔ、ｓ　＝　ｔ、ｃ　＋　ｔ＋・−・−（３）が、５Ｑ
ＵＩＤループｌのインダクタンスになるため、インダク
タンスＬｃとＬｌの両方を制御しなければならなかった
。In the conventional 5QUID loop l of the 5quare washer type, the inductance L8 is the sum of the inductance Lc of the opening 2 and the inductance of the slit 3 shown in FIG. 5, that is, t, s = t, c + t+・-・-(3) is 5Q
Since it becomes the inductance of UID loop l, both inductance Lc and Ll had to be controlled.

この場合、開口部２のインダクタンスＬｃは、開口部２
のサイズで規定され、開口部２の幅が１μｍ変化すると
約１．６ＰＨ増減する。また、開口部２のエツジに凹凸
があると、その箇所で磁束トラップが生じて、雑音や誤
動作の原因になることがある。In this case, the inductance Lc of the opening 2 is
When the width of the opening 2 changes by 1 μm, PH increases or decreases by about 1.6 PH. Furthermore, if the edges of the opening 2 are uneven, magnetic flux traps may occur at the edges, which may cause noise or malfunction.

さらに、スリット部３のインダクタンスＬ１は、接地面
５の構造、および接地面５との間の絶縁層の厚みにより
、±ｌＯ％以上変化する。以上の理由により、従来の５
ＱＵＩＤループｌにおいては、インダクタンスの制御が
困難であった。Furthermore, the inductance L1 of the slit portion 3 changes by more than ±10% depending on the structure of the ground plane 5 and the thickness of the insulating layer between it and the ground plane 5. For the above reasons, the conventional 5
In the QUID loop I, it was difficult to control the inductance.

これに対して、本実施例の５ＱＵＩＤループ８は、第４
図に示すような超伝導ループをｎ個（６個）並列に接続
したものである。−個の超伝導ループのインダクタンス
Ｌ（ｌｏｏｐ）は、ループの幅ａ１長さｂ、およびスト
リップラインの線幅２ｃを用いて次式で表される。On the other hand, the 5QUID loop 8 of this embodiment has the fourth
As shown in the figure, n (6) superconducting loops are connected in parallel. The inductance L (loop) of the - superconducting loops is expressed by the following equation using the width a1 of the loop, the length b, and the line width 2c of the strip line.

Ｌ（ｌｏｏｐ）＝　（μｏ／ｌｔ　）・（−２（ａ＋ｂ
）＋２（ａ’＋ｂ”）”’＋（ａ＋ｂ）＊　Ｉｎ（２ａ
ｂ／ｃ） −ａ−１ｎ（ａ＋（ａ’＋ｂ”）””）−ｂ−１ｎ（ｂ
＋（ａ”＋ｂ”）”’）　）・・・・・・（４） このとき、５ＱＵＩＤループ８のインダクタンスＬｓは
、Ｌｓ＝　Ｌ（ｌｏｏｐ）／ｎ・・−−（５）となる。L(loop) = (μo/lt)・(-2(a+b
)+2(a'+b")"'+(a+b)*In(2a
b/c) -a-1n(a+(a'+b")"")-b-1n(b
+(a''+b'')'') ) (4) At this time, the inductance Ls of the 5QUID loop 8 is Ls=L(loop)/n...-(5).

ここで、インダクタンスＬ（ｌｏｏｐ）を、はぼ１ｎＨ
程度の制御し易い値に選び、並列個数ｎをＩＯ程度に選
べば、所定のインダクタンス（＜　１００ＰＨ）が得ら
れることになる。Here, the inductance L (loop) is approximately 1 nH
By selecting a value that is easy to control, and selecting the number n of parallel units to be approximately IO, a predetermined inductance (<100PH) can be obtained.

一個のループのインダクタンスＬ（ｌｏｏｐ）は、スト
リップラインの加工精度により変動するが、ｎ個並列に
接続すると、上記の式から明らかなように、トータルの
変動分は１／ｎに減少する。このため、５ＱＵＩＤルー
プ８のインダクタンスＬｓの制御性は向上することにな
る。The inductance L (loop) of one loop varies depending on the processing precision of the strip line, but when n pieces are connected in parallel, the total variation decreases to 1/n, as is clear from the above equation. Therefore, the controllability of the inductance Ls of the 5QUID loop 8 is improved.

また、本実施例による５ＱＵＩＤループ８では、従来の
５ｑｕａｒｅ　ｗａｓｈｅｒ型のＳＱＵ　Ｉ　Ｄループ
１で不可欠であった接地面構造が不必要となり、プロセ
スの工数が減ることにより、歩留まりが向上する。それ
のみならず、接地構造とループとの間の静電容量そのも
のをなくすことができる。Further, in the 5QUID loop 8 according to the present embodiment, the ground plane structure which was essential in the conventional 5quare washer type SQUID loop 1 is unnecessary, and the number of process steps is reduced, thereby improving the yield. Not only that, but the capacitance itself between the grounding structure and the loop can be eliminated.

■入力コイル７について。■About input coil 7.

本実施例では、入力コイル７に、第３図に示すようなメ
アンダ型のコイルを用いる。この入力コイル７のインダ
クタンスＬｉは、前述した（１）式で与えられるが、再
度記載すると、 Ｌｉ　＝　ｎ−Ｌ（ｓｑｕａｒｅ） となる。各矩形のインダクタンスＬ（ｓｑｕａｒｅ）は
、通常大きくとれるので、矩形の数ｎを小さくしても、
入力コイル７のインダクタンスＬｉを大きくできる。In this embodiment, a meander-type coil as shown in FIG. 3 is used as the input coil 7. The inductance Li of this input coil 7 is given by the above-mentioned equation (1), but when stated again, Li = n-L (square). The inductance L (square) of each rectangle can usually be large, so even if the number n of rectangles is small,
The inductance Li of the input coil 7 can be increased.

このため、従来のスパイラル状の入力コイル４（第６図
）に比べて、ターン数を小さくでき、しかも、線幅やピ
ッチを小さくする必要がないため、加工が容易であるだ
けでなく、断線する確率が格段に小さくなる。Therefore, compared to the conventional spiral input coil 4 (Fig. 6), the number of turns can be reduced, and there is no need to reduce the line width or pitch, which not only makes processing easier, but also prevents wire breakage. The probability of doing so becomes much smaller.

■ピックアップコイル６について。■About pickup coil 6.

本実施例では、ピックアップコイル６に、第２図に示す
ようなコイルを用いる。これらのコイルは、集積回路技
術を用いて形成するため、加工精度を高くできる。この
ため、従来のバルクボビンに巻き付けたピックアップコ
イルに比べて、バランスが優れ、ゼロ入力の調整の必要
がなく、多チャンネルにした場合にも、各コイル間のバ
ランスが良い。In this embodiment, a coil as shown in FIG. 2 is used as the pickup coil 6. Since these coils are formed using integrated circuit technology, processing accuracy can be increased. Therefore, compared to a conventional pickup coil wound around a bulk bobbin, it has better balance, eliminates the need for zero input adjustment, and maintains good balance between each coil even when multi-channel.

■多チャンネル化について。■About multi-channelization.

本実施例では、３×３、あるいは４Ｘ４のマトリックス
状に５ＱｔｌｌＤを配置するため、磁界の空間分布の１
ｎ−ｓｉｔｕ評価が可能となる。In this example, since 5QtllD is arranged in a 3x3 or 4x4 matrix, one part of the spatial distribution of the magnetic field is
N-situ evaluation becomes possible.

以上の効果により、出力に歪がなく、インダクタンスお
よびゼロ入力調整の再現性・制御性に優れ、磁界の空間
分布が１ｎ−ｓｉｔｕに評価できる高性能・超寿命のマ
ルチ型ｄａ　５ＱＵＩＤ磁力計を提供することができる
。As a result of the above effects, we provide a high-performance, long-life multi-type da 5QUID magnetometer that has no output distortion, excellent reproducibility and controllability of inductance and zero input adjustment, and can evaluate the spatial distribution of the magnetic field in 1n-situ. can do.

以下に、本実施例の実験例について説明する。An experimental example of this example will be described below.

なお、以下の説明においては、５ｑｕａｒｅ　ｗａｓｈ
ｅｒ型の５ＱＵＩＤループｌと、本実施例の５ＱＵＩＤ
ループ８とを区別するために、前者を５ｑｕａｒｅ　ｗ
ａｓｈｅｒｌとよび、後者を並列ループ８とよぶことと
する。In addition, in the following explanation, 5 square wash
er type 5QUID loop l and 5QUID of this example
In order to distinguish it from loop 8, the former is 5 square w
The latter is called the parallel loop 8.

実験例１　（ＳＱＵＩＤループの実験例）−辺が２イン
チのＳｔ基板を２枚用意し、ｓｑｕａｒｅｗａｓｈｅｒ
ｌ　、および並列ループ８により、５ＱＵＩＤループを
形成し、インダクタンスの制御性を比較した。Experimental example 1 (Experimental example of SQUID loop) - Prepare two St substrates with sides of 2 inches, and use a square washer.
1 and parallel loop 8 to form 5QUID loops and compare the controllability of inductance.

まず、一枚の基板には、第７図に示すような従来の５ｑ
ｕａｒｅ　ｗａｓｈｅｒｌを作製した。すなわち、１辺
１００μｍの開口部２と、５μｍ幅のスリット部３と、
スリット部３直下に５０μｍ幅の接地面５とを有する２
、５ｍｍＸ２．５ｍｍの５ｑｕａｒｅ　ｗａｓｈｅｒｌ
を形成した。First of all, one board has the conventional 5q as shown in Figure 7.
I made a uare washer. That is, an opening 2 with a side of 100 μm and a slit portion 3 with a width of 5 μm,
2 having a ground plane 5 with a width of 50 μm directly below the slit portion 3
, 5mmX2.5mm 5square washerl
was formed.

一方、他の一枚の基板には、第１図に示すような、並列
ループ８を形成した。すなわち、線幅が１０μｍ１隣合
う２辺の長さがそれぞれ０　、２　ｍｆｆ１ｑおよび１
ｍｍの矩形のコイルを、ＩＯ個並列にした並列ループ８
を形成した。On the other hand, a parallel loop 8 as shown in FIG. 1 was formed on another substrate. In other words, the line width is 10 μm, and the lengths of two adjacent sides are 0, 2 mff1q, and 1, respectively.
Parallel loop 8 with IO mm rectangular coils arranged in parallel
was formed.

これらの５ＱＵＩＤループ１．８のインダクタンスを評
価したところ、５ｑｕａｒｅ　ｗａｓｈｅｒｌの方は、
設計値１５７ｐＨに対して、１６％も大きい１８２ｐＨ
であった。一方、並列ループ８の方は、１４３ｐＨの設
計値に対して、わずかに２％のずれしかない１４５ｐ■
であった。When we evaluated the inductance of these 5QUID loops of 1.8, the 5quare washerl had the following
182 pH which is 16% higher than the designed value of 157 pH
Met. On the other hand, in parallel loop 8, there is a difference of only 2% from the design value of 143pH.
Met.

５ｑｕａｒｅ　ｖａｓｈｅｒｌでは、スリット部３のイ
ンダクタンスによる設計値からのずれが１０％、開口＠
２そのものの加工精度によるものが６％であった。この
ように、並列ループ８によるインダクタンスの制御性が
良好であることが示された。In the 5 square vasherl, the deviation from the design value due to the inductance of the slit part 3 is 10%, and the opening @
6% was due to the processing accuracy of 2 itself. In this way, it was shown that the controllability of the inductance by the parallel loop 8 was good.

実験例２（入力コイルの評価） 実験例１において形成したものと同様の５ＱＵＩＤルー
プを各２種類ずつ作製し、これに入力コイルを付加して
、そのインダクタンス特性を調べた。Experimental Example 2 (Evaluation of Input Coil) Two types of 5QUID loops similar to those formed in Experimental Example 1 were fabricated, an input coil was added thereto, and their inductance characteristics were investigated.

まず、５ｑｕａｒｅ　ｗａｓｈｅｒ　Ｉの基板の一方に
は、線幅５μｍ・ピッチ１０μｍの５０ターンのスパイ
ラル状の入力コイル４を、他方には、同様の構成の１０
０ターンのスパイラル状の入力コイル４を形成した。First, a 50-turn spiral input coil 4 with a line width of 5 μm and a pitch of 10 μm was installed on one side of the 5-square washer I board, and a 10-turn spiral input coil with a similar configuration was installed on the other side.
A spiral input coil 4 with 0 turns was formed.

一方、並列ループ８の基板の一方には、６個の矩形コイ
ルを並列にした並列ループ８を形成し、この並列ループ
８上に、それぞれのコイルに重なるように、線幅１０μ
ｍのメアンダ型の入力コイル７を形成した。また、他方
の基板には、１０個の矩形コイルを並列にした並列ルー
プ８を形成し、上と同様の入力コイル７を形成した。On the other hand, a parallel loop 8 in which six rectangular coils are arranged in parallel is formed on one side of the substrate of the parallel loop 8, and a line width of 10 μm is placed on this parallel loop 8 so as to overlap each coil.
A meander-type input coil 7 of m was formed. Further, on the other substrate, a parallel loop 8 in which ten rectangular coils were arranged in parallel was formed, and an input coil 7 similar to the above was formed.

次に、これら入力コイル４，７のインダクタンスを評価
した。５０ターンのスパイラル状入力コイル４のインダ
クタンスは７ｎＨであり、Ｓｑｕａｒｅｗａｓｈｅｒ　
１との結合定数は０．８５であった。また、１００ター
ンのスパイラル状入力コイル４のインダクタンスを評価
しようとしたところ、断線により入力コイルとしての機
能を果たさなかった。Next, the inductance of these input coils 4 and 7 was evaluated. The inductance of the 50-turn spiral input coil 4 is 7 nH, and the square washer
The binding constant with 1 was 0.85. Further, when an attempt was made to evaluate the inductance of the 100-turn spiral input coil 4, it was found that it did not function as an input coil due to wire breakage.

一方、メアンダ型の入力コイル７のインダクタンスを評
価したところ、６個の並列ループ８上の入力コイル７の
インダクタンスは７ｎＨ，１０個の並列ループ８上の入
力コイル７のインダクタンスは１２ｎＨであった。メア
ンダ型の入力コイル７の並列ループ８に対する結合定数
は、０．８であった。On the other hand, when the inductance of the meander-type input coil 7 was evaluated, the inductance of the input coil 7 on six parallel loops 8 was 7 nH, and the inductance of the input coil 7 on ten parallel loops 8 was 12 nH. The coupling constant of the meander-type input coil 7 to the parallel loop 8 was 0.8.

次に、これらの基板を用いて、５ＱＵＩＤを形成し、磁
気応答特性を調べたところ、５ｑｕａｒｅ　ｗａｓｈｅ
ｒ型の５ＱＵＩＤでは、ＬＣ共振モードにともなう著し
い波形の歪みがみられた。これに対して、並列ループ型
の５ＯＩＪＩＤでは、歪も小さく、良好な磁気応答特性
を示した。Next, 5QUID was formed using these substrates and the magnetic response characteristics were investigated.
In the r-type 5QUID, significant waveform distortion was observed due to the LC resonance mode. On the other hand, the parallel loop type 5OIJID exhibited low distortion and good magnetic response characteristics.

この実験例から明らかなように、本実施例による入力コ
イル７は、１０ｎＨ以上のインダクタンスを有するもの
でも断線等がなく、高性能であることが確認できた。As is clear from this experimental example, it was confirmed that the input coil 7 according to this example had high performance without any disconnection, even if it had an inductance of 10 nH or more.

実験例３（ピックアップコイルを接続してのゼロ調整の
評価） 実験例２において形成した６個のコイルからなる並列ル
ープ８、およびその直上に形成されたメアンダ型の入力
コイル７を有する基板を３枚用いて、１枚にはバルクボ
ビンに巻かれたピックアップコイルを接続し、他の２枚
には、それぞれ、薄膜により同一基板上に形成したマグ
ネットメータ、およびグラディオメータ状のピックアッ
プコイル６を接続して、ゼロ入力の調整を行った。Experimental Example 3 (Evaluation of zero adjustment by connecting a pickup coil) A board having the parallel loop 8 consisting of six coils formed in Experimental Example 2 and the meander-shaped input coil 7 formed directly above it was A pickup coil wound around a bulk bobbin is connected to one of the sheets, and a magnet meter and a gradiometer-shaped pickup coil 6 formed on the same thin film substrate are connected to the other two. Then, the zero input was adjusted.

バルクボビンは、低温でも歪の小さい石英パイプに溝を
切ったものを用いた。このピックアップコイルのインダ
クタンスは、２μＨであった。一方、薄膜で形成したピ
ックアップコイルのインダクタンスも２μＨにした。The bulk bobbin used was a quartz pipe with grooves cut into it, which has small distortion even at low temperatures. The inductance of this pickup coil was 2 μH. On the other hand, the inductance of the pickup coil formed of a thin film was also set to 2 μH.

これらの基板を用いて、５ＱＵＩＤを形成し、超伝導シ
ールドの中に挿入し、入力信号ゼロの状態で、出力がゼ
ロになるよう５ＱｔｌｌＤの位置を、マニュピユレータ
により、微少に変化させつつゼロ入力の調整を行った結
果、バルクボビンに巻かれたピックアップコイルを用い
た５ＱｔｌｌＤでは、ゼロ入力の調整が不可能であった
。A 5QUID is formed using these substrates, inserted into a superconducting shield, and the position of 5QtllD is slightly changed using a manipulator so that the output becomes zero when the input signal is zero. As a result of the adjustment, it was found that zero input adjustment was not possible with the 5QtllD, which uses a pickup coil wound on a bulk bobbin.

一方、薄膜で形成したピックアップコイル６を用いた５
ＱＬＩＩＤでは、容易に調整ができた。このように、薄
膜で形成したピックアップコイルでは、−２０＝ 加工精度が高くとれたためバランスが良く、ゼロ入力の
調整が容易であった。On the other hand, 5 using a pickup coil 6 formed of a thin film
With QLIID, adjustment was easy. In this way, the pick-up coil formed of a thin film had -20 = high processing accuracy, had good balance, and was easy to adjust zero input.

実験例４（ジョセフソン接合を接続しての評価）実験例
２において形成した、６個のコイルからなる並列ループ
８と、メアンダ型の入力コイル７とからなる基板を３枚
用いて、そのうちの１枚には、下地電極・対向電極共に
ｐｂ金合金なるジョセフソン接合を接続し、他の２枚の
基板には、ＣＦ４クリーニング法により、それぞれＮｂ
−ｏｘ　１ｄｅ−Ｐｂ接合、１ｓＧｅ−ｏｘ　１ｄｅ−
Ｐｂ接合からなるジョセフソン接合を形成して、要素５
ＱＬＩＩＤとしての基本動作の確認および信頼性の評価
を行った。Experimental Example 4 (Evaluation by connecting Josephson junctions) Using three substrates consisting of the parallel loop 8 consisting of six coils formed in Experimental Example 2 and the meander-shaped input coil 7, A Josephson junction made of PB gold alloy is connected to one of the substrates for both the base electrode and the counter electrode, and Nb gold alloy is connected to the other two substrates by the CF4 cleaning method.
-ox 1de-Pb junction, 1sGe-ox 1de-
A Josephson junction consisting of a Pb junction is formed to form element 5.
We confirmed the basic operation of QLIID and evaluated its reliability.

これらの５ＱＵＩＤのゼロ入力磁界での臨界電流は、そ
れぞれ、３０μＡｌ２ＯμＡ１および１５μ＾であった
。これらの５ＱｔｌｌＤは、良好な磁界応答特性を示し
たが、下地電極がＰｂ合金で構成されるものは、室温と
液体ヘリウム温度との間の熱サイクルに対し、わずか３
回のサイクルで機能を果たさなくなった。The critical currents at zero input magnetic field for these 5QUIDs were 30μAl2OμA1 and 15μ^, respectively. These 5QtllDs showed good magnetic field response characteristics, but those in which the underlying electrode was composed of a Pb alloy showed only 3
It stopped functioning after one cycle.

これに対して、下地電極がＮｂあるいはＮｂ５Ｇｅで構
成された本実施例の要素５ＱＵＩＤ　ｌ　Ｏは、２００
回以上のサイクルに対しても全く特性が変化せず、その
高信頼性が確認できた。On the other hand, the element 5QUID lO of this example in which the base electrode is made of Nb or Nb5Ge has a 200
The characteristics did not change at all even after repeated cycles, confirming its high reliability.

実験例５（マルチチャンネルの評価） 実験例４で形成したような、グラディオメータ型のピッ
クアップコイル６を有し、６個のコイルにより並列ルー
プ８が構成され、かつ並列ループ８の直上にメアンダ型
の人力コイル７が形成された形の要素５ＱＵＩＤ　１０
を、複数個マトリックス状に配列して、多チャンネル化
した。Experimental Example 5 (Multi-channel Evaluation) A gradiometer-type pickup coil 6 as formed in Experimental Example 4 is provided, a parallel loop 8 is formed by the six coils, and a meander-type pickup coil is provided directly above the parallel loop 8. Element 5 QUID 10 in the form of a human-powered coil 7
were arranged in a matrix to create multiple channels.

すなわち、面積５　ｃｍＸ　５　ｃｍの基板上に、上記
の要素５ＱｔｌｌＤ　１０を４Ｘ４のマトリックス状に
配列したマルチ型の５ＱＵＩＤと、上と同一の基板上に
、要素５ＱＵＩＤ　Ｉ　Ｏを３×３のマトリックス状に
配列したマルチ型の５ＱＵ１．Ｄとを作製した。なお、
グラディオメータは、５　ｍｍＸ　５　ｍｍのループを
２ｍｍ離して２個逆向きに接続した構造をなしている。That is, a multi-type 5QUID in which the above elements 5QtllD 10 are arranged in a 4×4 matrix on a substrate with an area of 5 cm×5 cm, and a multi-type 5QUID in which the elements 5QUID I O are arranged in a 3×3 matrix on the same substrate as above. Multi-type 5QU1. D was prepared. In addition,
The gradiometer has a structure in which two 5 mm x 5 mm loops are connected in opposite directions with a distance of 2 mm.

次に、これらの５ＱＵＩＤを用いて、空間的に変化する
微小磁界の計測を行った。これらの５ＱＵＩＤを用いる
ことにより、１０−＋００ｅ以上の精度で空間磁界の分
布が測定できることが分かった。Next, using these 5QUIDs, spatially varying minute magnetic fields were measured. It has been found that by using these 5QUIDs, it is possible to measure the spatial magnetic field distribution with an accuracy of 10-+00e or better.

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によるマルチ型ｄｃ　５
ＱＩＪＩＤ磁力計は、５ＱＵＩＤループに並列の超伝導
ループ、入力コイルにメアンダ型のコイル、ピックアッ
プコイルに平面型のマグネットメータ、またはグラディ
オメータを用いた超伝導量子干渉素子（ＳＱＵＩＤ）を
、３×３あるいは４×４に配列した構成としたので、次
の効果を得ることができる。"Effects of the Invention" As explained above, the multi-type DC 5 according to the present invention
The QIJID magnetometer is a 3×3 superconducting quantum interference device (SQUID) using a superconducting loop parallel to 5 QUID loops, a meander-shaped coil as the input coil, and a flat magnet meter or gradiometer as the pickup coil. Alternatively, by arranging them in a 4×4 arrangement, the following effects can be obtained.

■出力に歪がない。■No distortion in output.

■インダクタンスおよびゼロ入力調整の再現性・制御性
に優れる。■Excellent reproducibility and controllability of inductance and zero input adjustment.

■磁界の空間分布が１ｎ−ｓｉｔｕに評価できる。■ Spatial distribution of magnetic field can be evaluated in 1n-situ.

また、基本となるジョセフソン接合に、Ｎｂ５Ｇｅ−ｏ
ｘｉｄｅ−Ｐｂ、あるいはＮｂ−ｏｘ　１ｄｅ−Ｐｂ　
トンネル接合を用いたので、 ■超寿命、高性能のマルチ型ｄｃ　５ＱＵＩＤ磁力計を
提供できる。In addition, Nb5Ge-o is added to the basic Josephson junction.
xide-Pb, or Nb-ox 1de-Pb
By using a tunnel junction, we can provide a multi-type dc 5QUID magnetometer with long life and high performance.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図はこの発明の一実施例による要素５ＱＵＩＤｌＯ
の構成を示す図、 第２図はピックアップコイルの構成を示す図で、同図（
ａ）はグラディオメータ型、同図（ｂ）はマグネットメ
ータ型のコイル、 第３図はメアンダ型の入力コイル７の構成を示す図、 第４図は超伝導ストリップラインにより構成されるルー
プインダクタンスの構成を示す図、第５図は５ｑｕａｒ
ｅ　ｗａｓｈｅｒ型の５ＱＵＩＤループの構成を示す図
、 第６図はスパイラル状の入力コイルの構成を示す図、 第７図は接地面構造を有する５ｑｕａｒｅ　ｗａｓｈｅ
ｒ型の５ＱＵＩＤループの構成を示す図である。 ｌ・・・・・・従来の５ｑｕａｒｅ　ｗａｓｈｅｒ型の
５ＱＵＩＤループ、２・・・・・・開口部、３・・・・
・スリット部、４・・・・・・スパイラル状の入力コイ
ル、６・・・・・・ピックアップコイル、７・・・・・
・入力コイル、８・・・・・・本発明の一実施例による
並列型の５ＱＵＩＤループ、 ９・・・・・・ジョセフソン接合、 １０・・・・・・要素５ＱＵＩＤ。FIG. 1 shows element 5QUIDlO according to one embodiment of the invention.
Figure 2 is a diagram showing the configuration of the pickup coil;
Figure 3 shows the configuration of the meander type input coil 7. Figure 4 shows the configuration of the loop inductance constructed by the superconducting strip line. Diagram showing the configuration, Figure 5 is 5quar
Figure 6 is a diagram showing the configuration of an e-washer type 5QUID loop, Figure 6 is a diagram showing the configuration of a spiral input coil, Figure 7 is a 5quare washer with a ground plane structure.
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of an r-type 5QUID loop. l... Conventional 5 square washer type 5QUID loop, 2... Opening, 3...
・Slit part, 4...Spiral input coil, 6...Pickup coil, 7...
- Input coil, 8...Parallel type 5QUID loop according to an embodiment of the present invention, 9...Josephson junction, 10...Element 5QUID.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）ＳＱＵＩＤループとして並列の超伝導ループを用
い、信号の入力コイルにメアンダ型コイルを用い、ピッ
クアップコイルに平面型のマグネットメータ型コイル、
あるいはグラディオメータ型コイルを用いてなる要素ｄ
ｃＳＱＵＩＤを、Ｍ×Ｎ（Ｍ、Ｎは整数）のマトリック
ス状に配列してなるマルチ型ｄｃＳＱＵＩＤを有するこ
とを特徴とするマルチ型ｄｃＳＱＵＩＤ磁力計。(1) A parallel superconducting loop is used as the SQUID loop, a meander-type coil is used as the signal input coil, and a flat magnetometer-type coil is used as the pickup coil.
Or an element d made using a gradiometer type coil
A multi-type dcSQUID magnetometer characterized by having a multi-type dcSQUID formed by arranging cSQUIDs in a matrix of M×N (M and N are integers). （２）基本となるジョセフソン接合に、Ｎｂ−ｏｘｉｄ
ｅ−Ｐｂ、または、Ｎｂ＿３Ｇｅ−ｏｘｉｄｅ−Ｐｂト
ンネル接合を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載のマルチ型ｄｃＳＱＵＩＤ磁力計。(2) Nb-oxide is added to the basic Josephson junction.
The multi-type dcSQUID magnetometer according to claim 1, characterized in that an e-Pb or Nb_3Ge-oxide-Pb tunnel junction is used.