磁気レンズによる酸化物超伝導SQUIDのS/N比改善及び生体磁気計測応用

利用磁透镜和生物磁测量应用提高氧化物超导SQUID的信噪比

基本信息

批准号：
11750291
负责人：
藤井龍彦
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

酸化物超伝導体を用いたSQUIDは、その性能が年々向上し、金属超伝導のそれに匹敵する様になり、様々な応用に用いられるようになった。しかし、現状では大がかりなシールドルーム、もしくは磁気シールドが必要である。そこで、SQUID素子の直下に高透磁率材料の円盤を配置し、そこに磁気信号を集束させてSQUID素子に検知させる方法を採った。磁気レンズの高透磁率材料としてパーマロイを用い、大きさは直径5mm厚さ1mmとした。この磁気レンズを用い、微少磁場測定を行った結果、測定信号のS/Nに約3倍の向上が確認できた。この原因として当初は高透磁率円盤が磁気信号を集束したものと考えていたが、計算機シミュレーションの結果、信号磁場の集束効果よりは、磁場信号に垂直方向の磁気ノイズが磁気レンズに集まり、結果としてノイズ成分のSQUID流入を阻止できることがわかった。この磁気レンズを用いることにより、磁気信号のS/N向上はもちろん、大がかりな磁気シールドではなく、簡易シールドで微少磁場測定、特に心磁計測が可能となった。この磁気レンズの問題点としては、磁気レンズに用いたパーマロイの透磁率に周波数依存性があることである。高周波になる程、透磁率が小さくなるので磁場集束効率が落ちることになる。透磁率に周波数依存性の少ない材料を磁気レンズに用いることで、さらなる効果が得られるものと思われる。

使用氧化物超导体的鱿鱼逐年提高其性能，现在与金属超导能力相当，现在用于各种应用中。但是，目前需要大型盾牌或磁性屏蔽。因此，采用了一种方法，其中将一个高渗透率材料的磁盘直接放置在鱿鱼元件下方，并将磁信号聚焦在那里，以使鱿鱼元素检测到它们。 Permalloy用作直径为5mm且厚度为1mm的磁性镜头的材料。使用此磁性镜头进行了微磁场测量，结果证实了测得的信号的S/N大约提高了大约3次。最初，原因是高渗透性磁盘聚焦为磁信号，但是计算机模拟显示，垂直于磁场的磁噪声不是信号磁场的聚焦效应，而是在磁性镜片中收集，从而导致噪声组件的鳞状流入。通过使用此磁性镜头，不仅可以改善磁信号的S/N，而且还可以使用简单的屏蔽而不是大型磁性防护罩来测量小磁场，尤其是磁心电磁力计。该磁性镜头的一个问题是磁性镜片中使用的粘合色是频率依赖性的。频率越高，渗透性越少，磁场聚焦效率的降低越多。人们认为，通过在磁性镜片中使用频率依赖性的材料几乎没有依赖性来实现进一步的效果。