JP2925556B2 - 超電導電磁波センサー - Google Patents
超電導電磁波センサーInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は最近注目を浴びている高温酸化物超電導体を
用いた超電導電磁波センサーに関する。
用いた超電導電磁波センサーに関する。
（ロ）従来の技術 LaやＹを主成分とした酸化物が今まで知られていたNb
などの金属系超電導体より高い温度で超電導状態になる
ことが一昨年の暮れから昨年の始めに掛けて相次いで見
いだされ、一大フィーバーを巻き起こしたことは記憶に
新しい。La系の超電導体は30K程度の臨界温度を示し、
Ｙ系は液体窒素の温度である77Kより高い臨界温度を示
すことから、特に超電導体の利用分野の拡大が期待され
ている。
などの金属系超電導体より高い温度で超電導状態になる
ことが一昨年の暮れから昨年の始めに掛けて相次いで見
いだされ、一大フィーバーを巻き起こしたことは記憶に
新しい。La系の超電導体は30K程度の臨界温度を示し、
Ｙ系は液体窒素の温度である77Kより高い臨界温度を示
すことから、特に超電導体の利用分野の拡大が期待され
ている。
現在、これらの新しく見いだされた超電導体の利用分
野としては、リニヤモータカーで代表される電力分野
と、各種のセンサーやジョセフソン素子などの電子部品
関係が代表的なものであろう。
野としては、リニヤモータカーで代表される電力分野
と、各種のセンサーやジョセフソン素子などの電子部品
関係が代表的なものであろう。
（ハ）発明が解決しようとする課題 この超電導センサー分野に着目してみると、現在のと
ころ超電導薄膜部分に弱結合部分を作りそこに照射され
る赤外光などを検出する光センサーが提案されているだ
けで、それ以外のセンサーへの展開が望まれている。
ころ超電導薄膜部分に弱結合部分を作りそこに照射され
る赤外光などを検出する光センサーが提案されているだ
けで、それ以外のセンサーへの展開が望まれている。
（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、超電導微粒子相互間に常電導体が介在した
状態の超電導薄膜を主構成要素とし、高周波の電磁波を
センシングすることを特徴とする。
状態の超電導薄膜を主構成要素とし、高周波の電磁波を
センシングすることを特徴とする。
特に、前記高周波は、略数GHzの高周波であることを
特徴とする。
特徴とする。
（ホ）作用 本発明は、超電導微粒子相互間に常電導体が介在した
状態の超電導薄膜を主構成要素としているので、高周波
の電磁波、例えば略数GHzの電磁波の影響を大きく受
け、電磁波に対するセンシング機能を発揮する。
状態の超電導薄膜を主構成要素としているので、高周波
の電磁波、例えば略数GHzの電磁波の影響を大きく受
け、電磁波に対するセンシング機能を発揮する。
（ヘ）実施例 本発明の以下の説明に於ては超電導材料として77K級
の代表として有名なＹ−Ba−Cu−Ｏの場合を例に採って
詳述する。
の代表として有名なＹ−Ba−Cu−Ｏの場合を例に採って
詳述する。
本発明は、高温酸化物超電導素材を作成するところか
ら始まる。
ら始まる。
まず最初にＹ（NO3）５・3.5H2OとBa（NO3）２とCu
（NO3）２・3H2Oとを水に溶かして混合し、蓚酸を加え
てアンモニア水でPH調整をし、蓚酸塩として共沈させ
る。この工程の詳細は、例えば本発明者等に係る「セラ
ミックス論文誌」96,P.459（1988）に示されている。次
にそのサンプルを粉砕し、ペレット状に加圧成形した
後、酸素雰囲気中で920℃程度の加熱処理をする。この
時の加熱時間が極めて重要である。
（NO3）２・3H2Oとを水に溶かして混合し、蓚酸を加え
てアンモニア水でPH調整をし、蓚酸塩として共沈させ
る。この工程の詳細は、例えば本発明者等に係る「セラ
ミックス論文誌」96,P.459（1988）に示されている。次
にそのサンプルを粉砕し、ペレット状に加圧成形した
後、酸素雰囲気中で920℃程度の加熱処理をする。この
時の加熱時間が極めて重要である。
即ち第１図には加熱時間と、密度ρと反磁化の大きさ
σと超電導化率S.Cと臨界電流Jcとのそれぞれの関係が
示されている。密度ρと反磁化の大きさσと臨界電流Jc
は、何れも熱処理時間の増加と共に上昇していくであろ
うことは予想されたことであるが、臨界電流については
12時間前後にピークがあって、その後は熱処理時間が増
加するにつれて臨界電流が減少する特異な現象が見つか
った。この現象についての考察については、第１回「In
ternational Symposiom on Superconductivity」（198
8）で詳しく為されているので詳細は省略するが、12時
間前後の加熱処理の状態の時に、第２図に模式的に示す
ように超電導微粒子（１）‥‥相互間に常電導体（２）
が介在した状態となり、この12時間を過ぎると超電導微
粒子（１）‥‥相互間に存在する常電導体（２）が第３
図に示す如く、絶縁体（３）に変化してしまうため、と
考えられている。一方、超電導現象は上記した如く、ク
ーパー対の作用によって起こるのであるが、このクーパ
ー対に電磁波、例えば8GHz程度の高周波を照射すると、
そのクーパー対は破壊されて準粒子に分解されてしま
い、超電導状態から常電動状態に戻ってしまう。この電
磁波によるクーパー対の破壊現象は、第３図に示した超
電導粒子（１）‥‥間が絶縁体（３）である構造のもの
より、第２図で示した超電導粒子（１）‥‥間が常電導
体（２）の構造の場合の方が顕著に現れる。
σと超電導化率S.Cと臨界電流Jcとのそれぞれの関係が
示されている。密度ρと反磁化の大きさσと臨界電流Jc
は、何れも熱処理時間の増加と共に上昇していくであろ
うことは予想されたことであるが、臨界電流については
12時間前後にピークがあって、その後は熱処理時間が増
加するにつれて臨界電流が減少する特異な現象が見つか
った。この現象についての考察については、第１回「In
ternational Symposiom on Superconductivity」（198
8）で詳しく為されているので詳細は省略するが、12時
間前後の加熱処理の状態の時に、第２図に模式的に示す
ように超電導微粒子（１）‥‥相互間に常電導体（２）
が介在した状態となり、この12時間を過ぎると超電導微
粒子（１）‥‥相互間に存在する常電導体（２）が第３
図に示す如く、絶縁体（３）に変化してしまうため、と
考えられている。一方、超電導現象は上記した如く、ク
ーパー対の作用によって起こるのであるが、このクーパ
ー対に電磁波、例えば8GHz程度の高周波を照射すると、
そのクーパー対は破壊されて準粒子に分解されてしま
い、超電導状態から常電動状態に戻ってしまう。この電
磁波によるクーパー対の破壊現象は、第３図に示した超
電導粒子（１）‥‥間が絶縁体（３）である構造のもの
より、第２図で示した超電導粒子（１）‥‥間が常電導
体（２）の構造の場合の方が顕著に現れる。
本発明はこの現象を基本原理とするもので、具体的な
電磁波センサーの構成を第４図に示す。この図に於て、
（10）はMgOなどの超電導材料の熱膨張係数と類似の係
数を持つ絶縁基板、（11）はこの基板（10）表面に設け
られた超電動薄膜で、両端の電極部（12）（12）とその
電極部（12）（12）間に跨る細条のセンシング部（13）
とからなる。この超電導薄膜（11）は上記したように12
時間前後の熱処理を施した超電導体を100m程度の厚みに
スライスし、そのスライスを低融点結晶化ガラス、例え
ば日本電気硝子株式会社製LS−0800を用いて絶縁基板
（10）に接着し、続いてそのスライス表面を30〜40m程
度の厚みにまで研磨し、その研磨された超電導薄膜（1
1）をレーザー加工、或るいは超音波加工の方法で細条
のセンシング部（13）を形成する。より具体的に説明す
ると、センシング部（13）の細条は、幅約90mで、約1mm
の電極部（12）（12）間隔に２、３回蛇行させている。
電磁波センサーの構成を第４図に示す。この図に於て、
（10）はMgOなどの超電導材料の熱膨張係数と類似の係
数を持つ絶縁基板、（11）はこの基板（10）表面に設け
られた超電動薄膜で、両端の電極部（12）（12）とその
電極部（12）（12）間に跨る細条のセンシング部（13）
とからなる。この超電導薄膜（11）は上記したように12
時間前後の熱処理を施した超電導体を100m程度の厚みに
スライスし、そのスライスを低融点結晶化ガラス、例え
ば日本電気硝子株式会社製LS−0800を用いて絶縁基板
（10）に接着し、続いてそのスライス表面を30〜40m程
度の厚みにまで研磨し、その研磨された超電導薄膜（1
1）をレーザー加工、或るいは超音波加工の方法で細条
のセンシング部（13）を形成する。より具体的に説明す
ると、センシング部（13）の細条は、幅約90mで、約1mm
の電極部（12）（12）間隔に２、３回蛇行させている。
次にこのような超電導センサーをセンシング部（13）
が超電導状態を示す低温雰囲気、例えば50Kに置くと共
に、センシング部（13）に電磁波、具体的には、8.317G
Hzで25mW程度のパワーの超高周波電磁波を照射すると、
センシング部（13）の超電導状態が破壊される。これは
上記したように超電導状態を維持しているクーパー対が
電磁波によって破壊されて準粒子に別れてしまうことに
起因しているものと思われる。
が超電導状態を示す低温雰囲気、例えば50Kに置くと共
に、センシング部（13）に電磁波、具体的には、8.317G
Hzで25mW程度のパワーの超高周波電磁波を照射すると、
センシング部（13）の超電導状態が破壊される。これは
上記したように超電導状態を維持しているクーパー対が
電磁波によって破壊されて準粒子に別れてしまうことに
起因しているものと思われる。
この状態を示したのが第５図で、実線で示した曲線が
電磁波が照射される前、破線が電磁波が照射されて超電
導状態が破壊された状態のもので、電極（12）（12）間
に80μＶ程度の電圧を印加して約1.3mAの電流が流れて
いた超電導状態から、電磁波の照射を受けることによっ
て0.1mA以下の電流しか流れなくなる現象を示ている。
電磁波が照射される前、破線が電磁波が照射されて超電
導状態が破壊された状態のもので、電極（12）（12）間
に80μＶ程度の電圧を印加して約1.3mAの電流が流れて
いた超電導状態から、電磁波の照射を受けることによっ
て0.1mA以下の電流しか流れなくなる現象を示ている。
一方、対比例として、熱処理時間を100時間施してそ
の後は上記した実施例と同様に作製した超電導センサー
の特性を第６図に示す。この第６図からわかることは、
初期電流は先の実施例より大きいが、電磁波の照射があ
ってもその影響を余り受けず、電磁波のセンシング能力
に欠けていることである。
の後は上記した実施例と同様に作製した超電導センサー
の特性を第６図に示す。この第６図からわかることは、
初期電流は先の実施例より大きいが、電磁波の照射があ
ってもその影響を余り受けず、電磁波のセンシング能力
に欠けていることである。
（ト）発明の効果 本発明は以上の説明から明らかなように、超電導粒子
相互間に常電導体が介在した状態の超電導薄膜を主構成
要素としているので、電磁波の影響を大きく受け、今ま
でに存在しなかった電磁波センサを実現できる。
相互間に常電導体が介在した状態の超電導薄膜を主構成
要素としているので、電磁波の影響を大きく受け、今ま
でに存在しなかった電磁波センサを実現できる。
第１図は超電導素材に対する加熱時間と電気的諸特性と
の関係を示す曲線図、第２図、第３図はそれぞれ加熱時
間の異なる超電導体の内部構成を示す模式図、第４図は
本発明超電導センサーの構成を示す斜視図、第５図は本
発明超電導センサーの特性図、第６図は対比例の特性図
である。 （１）……超電導粒子、（２）……常電導体、 （３）……絶縁体、（10）……絶縁基板、 （13）……センシング部。
の関係を示す曲線図、第２図、第３図はそれぞれ加熱時
間の異なる超電導体の内部構成を示す模式図、第４図は
本発明超電導センサーの構成を示す斜視図、第５図は本
発明超電導センサーの特性図、第６図は対比例の特性図
である。 （１）……超電導粒子、（２）……常電導体、 （３）……絶縁体、（10）……絶縁基板、 （13）……センシング部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横尾 敏昭 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 池町 隆明 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 家永 照彦 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−210677（ＪＰ，Ａ) 日本セラミックス協会学術論文誌 Ｖ ｏｌ．96，Ｎｏ．４（1988−４−１）ｐ ｐ．459−462
Claims (2)
- 【請求項１】超電導微粒子相互間に常電導体が介在した
状態の超電導薄膜を主構成要素とし、高周波の電磁波を
センシングすることを特徴とする超電導電磁波センサ
ー。 - 【請求項２】前記高周波は、略数GHzの高周波であるこ
とを特徴とする請求項１記載の超電導電磁波センサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63249322A JP2925556B2 (ja) | 1988-10-03 | 1988-10-03 | 超電導電磁波センサー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63249322A JP2925556B2 (ja) | 1988-10-03 | 1988-10-03 | 超電導電磁波センサー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0297072A JPH0297072A (ja) | 1990-04-09 |
| JP2925556B2 true JP2925556B2 (ja) | 1999-07-28 |
Family
ID=17191278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63249322A Expired - Fee Related JP2925556B2 (ja) | 1988-10-03 | 1988-10-03 | 超電導電磁波センサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2925556B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59210677A (ja) * | 1983-05-14 | 1984-11-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ジヨセフソン接合を用いた光検出素子 |
-
1988
- 1988-10-03 JP JP63249322A patent/JP2925556B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 日本セラミックス協会学術論文誌 Ｖｏｌ．９６，Ｎｏ．４（１９８８−４−１）ｐｐ．４５９−４６２ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0297072A (ja) | 1990-04-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |