SUPERCONDUCTIVITY COMMUNICATIONS, Vol.5, No.5, Dec. 1996, Article 2

高温超伝導SQUID実験キット低価格高性能化 〜 住友電工

　住友電工伊丹研究所では、高温超伝導SQUIDが簡便に利用できる実験キットを、100万円を切る低価格で、11月に発売した。このキットは、ISS'96（10/22-24：札幌）の併設展示会に出展された。写真のような棒状プローブの先端に、脱着可能な高温超伝導SQUIDが取り付けられており、これを液体窒素に浸けて動作させる。電子回路も小型にパッケージされている。展示会では、キットの使い方のデモと、SQUID周辺でジュースのスチール缶を振った時の地磁気の乱れを、SQUIDで検知する体験ができるようになっていた。なかなか興味ある展示で、高温超伝導もエレクトロニクスの分野で、実用化が見えてきそうである。高性能、低価格化を実感できる高温超伝導エレクトロニクス製品の誕生だ。
　さて、このお試しキットの磁場分解能は、カタログの仕様が示すように、1pT/√Hzとニオブ系SQUIDの0.01-0.02pT/√Hzと較べると低いが、従来のフラックスゲートに較べると、2桁程度高分解能であり、従来難しかった微弱磁気計測の技術が、簡単に手に入るようになっている。今回のお試しキットには、SQUID特性を評価する回路が組み込まれており、高温超伝導SQUIDの電流電圧特性、磁場電圧特性などが、簡単にデモンストレーションできる。このキットは簡単に持ち運びも可能であり、大学の授業などのデモンストレーションや、学生実験にも使えそうだ。磁気センサー用電子回路では、お試しキットの名前以上に高性能な低雑音回路が内蔵されているという。さらに、交流電流バイアス回路も内蔵されているので、高温超伝導SQUID特有の低周波領域の雑音が低減可能としている。この電子回路を利用することで、微弱な磁気計測が可能となるため、高温超伝導SQUIDの応用研究が可能となる。学生の卒業研究などに利用できそうだ。微弱磁気計測の応用は、従来から脳や心臓の診断への応用が進められてきたが、液体窒素で簡便に動作するSQUIDが実用化されたことにより、航空機や原子炉などの検査機器、地質調査機器、医薬品や食品の検査機器など、新たな市場が期待できる。
　同様なSQUIDキットは、以前コンダクタス社が売り出していたが、今回のキットでは大幅な感度の改善と、磁束ロック電子回路が設けられている点に特徴があり、磁気センサーとして、オッシログラフと接続するだけですぐ利用できる。また、コンダクタス社が最近売り出している高温SQUIDセンサーでは、200万円以上と高価である。またニオブ系のSQUIDキットでは、性能は良いが価格が数百万円以上と大変高価で、使用時にヘリウムが必要であり、維持コストが問題となる。その点今回のキットは100万円を切る価格となっており、普及型と捉えることができそうだ。
　高温超伝導SQUID研究を行なっている九州大学工学部助教授円福敬二氏は「よくここまでコンパクトで低価格にまとめ上げられたものだ。高温超伝導SQUIDを利用する研究者には朗報」と評価する。このキットの開発責任者である住友電工伊丹研究所主任研究員の糸崎秀夫氏は「このキットで、高温超伝導体がエレクトロニクス分野にも有効であることの理解が、少しでも深まればうれしい。SQUIDの利用応用研究の広がりを期待します」と述べている。確かにこのキットは、SQUIDの入門には最適だ。高温超伝導SQUIDを用いたユニークな応用製品が、次々生み出されることを期待したい。

(関連ホームページ：http://squid.sei.co.jp)

連絡先：住友電気工業株式会社　伊丹研究所　電子材料研究部 電話0727-71-0610、ファクス0727-70-6727 仕様

SQUID素子

型式CL1506-1.0
サイズ17mmφ×4mmt（端子部は含まず）
磁束分解能＜100μφ/√Hz　＠10Hz
磁場分解能＜1pT/√Hz　＠ 10Hz
有効磁場捕獲断面積〜0.2mm2
耐久性液体窒素−室温繰返し500回以上
駆動電子回路
（磁場計測回路）
型式EU1MB−1.0
駆動方法変調型磁束ロック方式
変調周波数40kHz
電流印加方式DCまたはAC (スイッチにより切替)
磁場感度〜1.5 nT/V
ダイナミックレンジ〜50 dB
スルーレート〜40 μT/sec
フィルタ0.2Hzハイパスフィルタ、50Hzローパスフィルタ
（素子評価回路）
モード電流−電圧、磁場−電圧特性
走査周波数15Hz
フィルタ1kHzローパスフィルタ
サイズ200mm× 160mm× 55mm
重量1.5kg
定格入力AC100V (50Hzまたは60Hz), 0.38A
写真

（烏賊）

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