JP3459983B2 - Superconducting tunnel junction detector - Google Patents
Superconducting tunnel junction detectorInfo
- Publication number
- JP3459983B2 JP3459983B2 JP2000381307A JP2000381307A JP3459983B2 JP 3459983 B2 JP3459983 B2 JP 3459983B2 JP 2000381307 A JP2000381307 A JP 2000381307A JP 2000381307 A JP2000381307 A JP 2000381307A JP 3459983 B2 JP3459983 B2 JP 3459983B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconducting
- stj
- current
- magnetic field
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、放射線を検出する
超伝導トンネル接合検出器に関し、特に超伝導接合素子
の形状を正規分布形状とする超伝導接合検出器に関す
る。
【0002】
【従来の技術】超伝導トンネル接合を用いた放射線検出
器は従来の半導体のものに比べてエネルギー分散型であ
りながら高エネルギー分解能(約数eV)、広い計測領
城(赤外,可視,X線,α線,高エネルギー粒子線)及
び高計数率(約10kCPS)などの特徴を持つことか
ら光や電子,イオンの照射による励起現象を利用した各
種の元素,分子の精密微量分光分析(蛍光X線法,電子
ビーム励起X線法,イオンビーム衝撃X線法など)ヘの
応用が期待されている。また、極微弱フォトンの検出と
エネルギー分析が同時におこなえるので、宇宙の謎を解
くための高性能な目として人工衛星に搭載することが計
画されている。
【0003】この放射線検出器は極低温環境下(約l
K)で超伝導接合(以下、STJ,Superconductive Tu
nnel Junction)のジョセフソン電流とフィスケテップ
(FiskeStep)電流が抑制された条件で動作することが必
要である。その抑制方法の一つとして、本発明者らは特
願平ll−219286号特許願(特開2000−15
0975号)で、グランドプレーンを設けた基板上のS
TJ上にマイクロストリップ線路による超伝導コイルを
直接に結合させた構造のSTJ素子を出願した。この構
造は、従来の超伝導集積回路技術で一つのチップ上に容
易に集積できる特徴を有する。
【0004】この素子構造を用いることで、印加磁場を
マイクロストリップ線とグランドプレーンとの間及びマ
イクロストリップ線周辺に集中することができる。この
磁場集中効果により、放射線検出器で使用されていた大
きな外部電磁石による印加磁場(10mT以上)と同等
のジョセフソン電流抑制効果が、チップ上に集積された
マイクロストリップコイルに数十mAという小さな電流
を注入することで得られることが可能となった。又、放
射線検出器の周囲に印加磁場を集中することができるの
で、放射線検出器と放射線検出信号のデータ処理を行う
ジョセフソン集積回路とを比較的近い位置で両立して配
置することができ、高性能な放射線検出システムを構成
することが可能になった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら,上記特
許願の磁場印加方法を用いても、四角形やダイアモンド
型、あるいは丸形など通常の形状を持つSTJにおいて
は、ジョセフソン電流の印加磁場特性が周期構造(フラ
ウンホーファーパターン)を持つため、10mTと同等
な磁場効果をマイクロストリップコイルにより得た状態
でもジョセフソン電流が抑制される条件に設定すること
が難しかった。即ち、フラウンホーファーーパターンに
おいてはジョセフソン電流が0になる外部印加磁場の値
はSTJに侵入する磁束量子の整数倍の周期で現れる
が、その範囲はきわめて狭いため通常は外部磁界を正確
にこの値に設定することが困難あった。また、STJの
接合面と磁場と電流の方向がそれぞれ互いに直交してい
ない場合はジョセフソン電流は0にならないため、従来
の素子においては最大ジョセフソン電流の絶対値が周期
変動が小さくなる磁場領域まで外部磁場を印加してい
た。
【0006】ジョセフソン電流を一層抑制するために、
さらに磁場印加を強めると磁場による超伝導性の劣化が
起きて放射線の検出性能が下がると考えられる。そのた
め、ジョセフソン電流の抑制に用いる印加磁場の強度は
できるだけ小さくすることが求められる。
【0007】また、検出性能の向上を目指して、材料の
超伝導性、接合境界面の平坦性等STJの品質を向上さ
せていくとSTJ内のQ値が上がり、フィスケステップ
と呼ばれる共振電流ビークが多数生じる(図2の点線で
描かれた特性曲線参照)。STJによる放射線の検出で
は、放射線の入射によって励起された電子がトンネルバ
リアを介して外部に信号として出力されるため、この電
子による電流が電流ステップにトラップされると出力電
圧の滅少、さらには消滅という事態を引き起こし、放射
線の検出性能を低下させる大きな要因となっていた。
【0008】図3によりこれを説明する。図3はSTJ
における電流−電圧特性を示している。図中横軸はST
J間の電圧V、縦軸はバイアス線に流れる電流Iであ
る。図中、L0は放射線がSTJに入射しないときの電
流−電圧特性曲線、Lmは放射線がSTJに入射したと
きの電流−電圧特性を示している。
【0009】放射線がSTJに入射したとき、STJの
電流−電圧特性の曲線は入射エネルギー量に対応して図
3のようにL0からLmに変動する。STJに流すバイ
アス電流Iを図のIB とすると、STJ間の電圧は図
の動作点電圧V0からVmに向けて変動する。しかし、
V0とVm間にはフィスケステップがあるため、電子は
フィスケステップにトラップされ、これ以上電圧は大き
くならず、検出電圧信号は図のようにVm’以上の部分
が欠け、また、フィスケステップを乗り越えても、その
部分が欠損して検出電圧波形の一部が欠けるために正確
なエネルギーの検出が困難であった。
【0010】図2のようにフィスケステップは多数存在
するので、検出信号はフィスケステップ間の電圧範囲に
限定される。このようなフィスケステップの影響を避け
るために、STJのバイアス電流の駆動方式を電圧型に
したり、バイアス電流値を精密に制御していた。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、正規分布形状をもつ超伝導トンネル接合素子を超
伝導グランドプレーンと絶縁膜で隔てて形成し、超伝導
グランドプレーンと反対側で磁気的に超伝導マイクロス
トリップ線と結合することにより、STJのフィスケス
テップを抑制し、STJに印加される磁場を集中化する
超伝導検出器を提供する。正規分布形状STJの頂点を
とおる左右対称軸を印加磁場方向に合わせ、前記相対す
る頂点の部分にそれぞれバイアス電流端子を設け、且
つ、バイアス電流をフィスケステップが出現する電圧よ
り大きくするように設定する。
【0012】
【発明の実施の態様】正規分布形状を持つSTJは、外
部磁界によるジョセフソン電流の抑制効果において従来
の種々の形状の素子においてみられる周期的な変化を示
さないことを本発明者らは知見したところである。すな
わち、STJに印加される磁場に直角な軸をX軸、印加
される磁場方向で、STJの正規分布形状の頂点をとお
る軸をY軸とすると、正規分布形状f(x)は次の
(1)式で、頂点を互いに逆にして底辺を接続した形状
の正規分布形状STJ(後述の図1のSTJ参照)のジ
ョセフソン電流は(2)式で表される。式中、Aは接合
の面積、σは正規分布形状の分散係数、dはSTJのト
ンネルバリアに平行する磁気侵入厚さ、Jcは臨界電流密
度、Bは外部印加磁場を表している。
【0013】
【数1】
【0014】(2)式の積分を実行すると、STJを流
れる電流は次の(3)式で得られる。(3)式中、I
(0)=Jc×A、l=Aの平方根×σである。
【数2】
【0015】図4は、STJのジョセフソン電流に対す
る外部印加磁場依存性の計算例である。実線は本発明の
正規分布形状STJ、点線は従来の矩形形状のSTJの
特性曲線を示す。正規分布形状STJの特性曲線は、周
期構造がなくなる特性となっている。この特性を利用す
ることにより、ジョセフソン電流の抑制効果を従来に比
べて数倍程度まで、安定して増加させることができ、そ
の分マイクロストリップコイル電流を小さくできる。そ
の結果、上記従来形状の素子に比べて、STJ周辺の磁
場はより低減できる。これにより、ジョセフソン電流を
抑制して動作させる放射線検出器とジョセフソン電流を
利用する放射線検出信号のデータ処理を行うジョセフソ
ン集積回路との両立性を増すことができ、これらを集約
することで高性能な放射線検出システムを構成すること
が可能になる。
【0016】また、正規分布形状STJではフィスケス
テップも第一項を除いて出現しないことが、本発明者ら
の実験で確認した。図5はその実験例を基に図2の従来
特性と対比するために図2と同じスケールで模式的に描
いた電流−電圧特性図である。図5では第一項のフィス
ケステップのみが約0.1mVより小さい範囲で出現し
ていことを示している。この電圧範囲より大きい電圧範
囲において大きなバイアス電流を印加することにより、
放射線の検出性能を大幅に向上させることが可能とな
る。なお、本明細書及び図面で同じ要素は同じ符号を付
し説明を省略する。
【0017】図1により本発明の実施例を説明する。図
1は放射線検出器の検出原理を模式的に示している。図
中、1は正規分布形状のSTJ、2,3は超伝導体薄
膜、4は絶縁体薄膜、5は超伝導体薄膜2に接続された
バイアス線、6は超伝導体薄膜3に接続されバイアス
線、7はジョセフソン電流を抑制するため印加される磁
場を発生する超伝導マイクロストリップコイル、8は超
伝導グランドプレーン、9,10はSTJ1の間の電圧
を取り出す電圧端子を表している。
【0018】マイクロストリップコイル7に図示方向の
電流Imを流すと、STJの真上に配置されたコイルに
より誘起された磁束Φは全てマイクロストリップコイル
7とグランドプレーン8との間で、しかも接合面に平行
な方向で通過する。STJ1は頂点を互いに逆にし底辺
を接続した形状の正規分布形状を有し、その形状の頂点
にバイアス線5,6が接続されている右。 STJ1は
マイクロストリップコイル7とグランドプレーン8との
間に、STJ接合面及び、正規分布形状の頂点をとおる
対称軸が印加磁場と平行になるように配置されている。
【0019】図6は本発明の正規分布形状のSTJを使
用した放射線検出器の動作を説明する図である。図の横
軸はSTJの端子9,10間の電圧V、縦軸はバイアス
線5,6流れる電流Iである。図中、L0は放射線がS
TJに入射しないときの電流−電圧特性曲線、Lmは放
射線がSTJに入射したときの電流−電圧特性を示して
いる。バイアス電流を第一項のフィスケステップの出現
する電圧(図4の例では約0.1mV)より大きなバイ
アス電流IBに設定する。
【0020】放射線が入射したとき、第1項以外のフィ
スケステップが出現しないので、入射エネルギ量に対応
してSTJの端子9,10間の電圧はV0からVmに変
化する。図では、この電圧変化による検出出力信号(エ
ネルギ量はその積分値)は放射線量に対応する検出信号
となっている。このように、検出出力信号を得る電圧変
化の範囲は、第1項のフィスケステップとSTJのギャ
ップ電圧Vgとの範囲を利用することができ、これは検
出に利用できる特性範囲の殆どの部分である。
【0021】本発明の正規分布形状STJを交互にはめ
込み、放射線検出器のセルとして利用することもでき
る。これらのセルの出力信号を並列又は直列に読み出す
ことで放射線イメージを検出するアレイ検出器を構成で
きる。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、ジョセフソン電流抑制
のためにSTJに印加される磁場を極力小さくし、フィ
スケステップの影響を簡単に避けることができるため、
STJのバイアス電流の駆動方式を電圧型にしたり、バ
イアス電流値を精密に制御する必要がなくなり、放射線
の検出性能を大幅に向上させることが可能となる。しか
も、放射線検出器と放射線検出信号のデータ処理を行う
ジョセフソン集積回路との両立性を増し、高性能な放射
線検出システムを構成することが可能になる。これらに
より、STJを用いた放射線検出器の検出性能の向上と
安定動作の両方について抜本的に改善を図ることができ
ることから、高性能な放射線検出器の実現が可能とな
る。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a superconducting tunnel junction detector for detecting radiation, and more particularly to a superconducting junction detection device in which a superconducting junction element has a normal distribution shape. About the vessel. 2. Description of the Related Art A radiation detector using a superconducting tunnel junction has a high energy resolution (about several eV) and a wide measurement area (infrared, It has features such as visible, X-ray, α-ray, high energy particle beam) and high counting rate (about 10 kCPS). It is expected to be applied to analysis (fluorescence X-ray method, electron beam excitation X-ray method, ion beam impact X-ray method, etc.). In addition, since the detection of very weak photons and energy analysis can be performed at the same time, it is planned to be mounted on a satellite as a high-performance eye for solving the mysteries of the universe. This radiation detector is used in a cryogenic environment (about 1
K) and a superconductive junction (hereinafter referred to as STJ, Superconductive Tu).
nnel Junction) Josephson Current and Fisketep
(FiskeStep) It is necessary to operate under conditions where the current is suppressed. As one of the suppression methods, the present inventors have filed a patent application for Japanese Patent Application No. 11-219286 (Japanese Patent Application Laid-open No. 2000-15).
No. 0975) on the substrate on which the ground plane is provided.
We applied for an STJ element having a structure in which a superconducting coil of a microstrip line was directly coupled on a TJ. This structure has a feature that it can be easily integrated on one chip by the conventional superconducting integrated circuit technology. [0004] By using this element structure, the applied magnetic field can be concentrated between the microstrip line and the ground plane and around the microstrip line. Due to this magnetic field concentration effect, a Josephson current suppression effect equivalent to the applied magnetic field (10 mT or more) by a large external electromagnet used in the radiation detector is applied to the microstrip coil integrated on the chip by a small current of several tens mA. Can be obtained by injecting. In addition, since the applied magnetic field can be concentrated around the radiation detector, the radiation detector and the Josephson integrated circuit that processes the data of the radiation detection signal can be arranged at a relatively close position. It has become possible to construct a high-performance radiation detection system. [0005] However, even when the magnetic field applying method of the above-mentioned patent application is used, a STJ having a normal shape such as a square, a diamond, or a circle has a magnetic field applied with a Josephson current. Since the characteristics have a periodic structure (Fraunhofer pattern), it has been difficult to set a condition in which Josephson current is suppressed even when a magnetic field effect equivalent to 10 mT is obtained by a microstrip coil. That is, in the Fraunhofer pattern, the value of the externally applied magnetic field at which the Josephson current becomes 0 appears at a period that is an integral multiple of the flux quantum penetrating the STJ, but the range is extremely narrow. It was difficult to set this value. In addition, when the direction of the magnetic field and the current is not orthogonal to the junction surface of the STJ, the Josephson current does not become 0. Therefore, in the conventional device, the absolute value of the maximum Josephson current is reduced in the magnetic field region where the periodic fluctuation is small. Until then, an external magnetic field was applied. In order to further suppress the Josephson current,
It is considered that when the magnetic field application is further increased, the superconductivity is deteriorated by the magnetic field, and the radiation detection performance is reduced. Therefore, it is required that the intensity of the applied magnetic field used for suppressing the Josephson current be as small as possible. When the quality of the STJ, such as superconductivity of the material and flatness of the junction interface, is improved with the aim of improving the detection performance, the Q value in the STJ increases, and a resonance current called a Fiske step is increased. Many beaks occur (see the characteristic curve drawn by the dotted line in FIG. 2). In the detection of radiation by the STJ, electrons excited by the incidence of radiation are output as a signal to the outside through a tunnel barrier. Therefore, if a current caused by these electrons is trapped in a current step, the output voltage decreases, and furthermore, It has caused a situation of extinction, which has been a major factor in lowering radiation detection performance. This will be described with reference to FIG. Figure 3 shows the STJ
5 shows the current-voltage characteristics. The horizontal axis in the figure is ST
The voltage V between J and the vertical axis is the current I flowing through the bias line. In the drawing, L0 indicates a current-voltage characteristic curve when radiation does not enter the STJ, and Lm indicates a current-voltage characteristic when radiation enters the STJ. When radiation enters the STJ, the curve of the current-voltage characteristic of the STJ varies from L0 to Lm as shown in FIG. 3 in accordance with the amount of incident energy. When the bias current I and I B of FIG flowing in STJ, the voltage between the STJ varies toward the Vm from the operating point voltage V0 of FIG. But,
Since there is a Fiske step between V0 and Vm, electrons are trapped in the Fiske step, the voltage does not increase any more, and the detected voltage signal lacks a portion of Vm 'or more as shown in the figure. Even if the step is passed, it is difficult to detect the energy accurately because the portion is lost and a part of the detected voltage waveform is lost. Since there are many Fiske steps as shown in FIG. 2, the detection signal is limited to the voltage range between the Fiske steps. In order to avoid the influence of the Fiske step, the drive method of the bias current of the STJ is set to the voltage type or the bias current value is precisely controlled. In order to solve the above problems, a superconducting tunnel junction element having a normal distribution shape is formed by being separated from a superconducting ground plane by an insulating film. Provided is a superconducting detector that magnetically couples to a superconducting microstrip line on the opposite side, thereby suppressing a Fiske step of the STJ and concentrating a magnetic field applied to the STJ. The left-right symmetry axis passing through the vertex of the normal distribution shape STJ is aligned with the applied magnetic field direction, and the relative
A bias current terminal is provided at each of the apexes, and
The bias current is set to the voltage at which the Fiske step appears.
Set to be larger . The inventors of the present invention have found that an STJ having a normal distribution shape does not exhibit a periodic change in the effect of suppressing a Josephson current due to an external magnetic field, which is seen in conventional devices having various shapes. Have just found out. That is, assuming that the axis perpendicular to the magnetic field applied to the STJ is the X axis, and the axis passing through the vertex of the normal distribution shape of the STJ in the direction of the applied magnetic field is the Y axis, the normal distribution shape f (x) becomes In the equation (1), the Josephson current of the normal distribution shape STJ (see below-described STJ in FIG. 1) in which the vertices are inverted and the bases are connected is expressed by the equation (2). In the equation, A represents the area of the junction, σ represents the dispersion coefficient of a normal distribution shape, d represents the thickness of magnetic penetration parallel to the tunnel barrier of the STJ, Jc represents the critical current density, and B represents the externally applied magnetic field. ## EQU1 ## When the integration of the equation (2) is executed, the current flowing through the STJ is obtained by the following equation (3). (3) where I
(0) = Jc × A, 1 = square root of A × σ. (Equation 2) FIG. 4 is a calculation example of the dependence of the STJ on the externally applied magnetic field with respect to the Josephson current. The solid line shows the characteristic curve of the normal distribution shape STJ of the present invention, and the dotted line shows the characteristic curve of the conventional rectangular shape STJ. The characteristic curve of the normal distribution shape STJ has such a characteristic that the periodic structure disappears. By utilizing this characteristic, the effect of suppressing the Josephson current can be stably increased up to about several times as compared with the related art, and the microstrip coil current can be reduced accordingly. As a result, the magnetic field around the STJ can be further reduced as compared with the above-described conventional element. This makes it possible to increase the compatibility between the radiation detector that operates while suppressing the Josephson current and the Josephson integrated circuit that performs data processing of the radiation detection signal using the Josephson current. A high-performance radiation detection system can be configured. Further, it has been confirmed by the present inventors that the Fiske step does not appear in the normal distribution shape STJ except for the first term. FIG. 5 is a current-voltage characteristic diagram schematically drawn on the same scale as FIG. 2 to compare with the conventional characteristics of FIG. 2 based on the experimental example. FIG. 5 shows that only the first Fiske step appears in a range smaller than about 0.1 mV. By applying a large bias current in a voltage range larger than this voltage range,
Radiation detection performance can be greatly improved. In the specification and the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and the description is omitted. An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 schematically shows the detection principle of the radiation detector. In the figure, 1 is a STJ having a normal distribution shape, 2 and 3 are superconductor thin films, 4 is an insulator thin film, 5 is a bias line connected to the superconductor thin film 2, and 6 is connected to the superconductor thin film 3. A bias line, 7 indicates a superconducting microstrip coil for generating a magnetic field applied to suppress Josephson current, 8 indicates a superconducting ground plane, and 9 and 10 indicate voltage terminals for extracting a voltage between STJ1. When a current Im is applied to the microstrip coil 7 in the direction shown in the figure, the magnetic flux Φ induced by the coil disposed directly above the STJ is all between the microstrip coil 7 and the ground plane 8 and at the joint surface. Pass in a direction parallel to STJ1 has a normal distribution shape in which the vertices are inverted and the bases are connected, and the bias lines 5 and 6 are connected to the vertices of the shape on the right. The STJ 1 is arranged between the microstrip coil 7 and the ground plane 8 such that the axis of symmetry passing through the STJ junction surface and the vertex of the normal distribution shape is parallel to the applied magnetic field. FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the radiation detector using the normally distributed STJ of the present invention. The horizontal axis in the figure is the voltage V between the terminals 9 and 10 of the STJ, and the vertical axis is the current I flowing through the bias lines 5 and 6. In the figure, L0 indicates that the radiation is S
A current-voltage characteristic curve when light does not enter the TJ, and Lm indicates a current-voltage characteristic when radiation enters the STJ. A bias current (in the example of FIG. 4 about 0.1 mV) emerging voltage Fi scale steps of paragraph is set to a bias current I B from. When radiation is incident, no Fiske step other than the first term appears, so that the voltage between the terminals 9 and 10 of the STJ changes from V0 to Vm according to the amount of incident energy. In the figure, the detection output signal (the energy amount is the integral value of the energy amount) due to the voltage change is a detection signal corresponding to the radiation amount. As described above, the range of the voltage change for obtaining the detection output signal can use the range between the Fiske step of the first term and the gap voltage Vg of the STJ, which is the most part of the characteristic range available for detection. It is. The normal distribution shape STJ of the present invention can be alternately fitted and used as a cell of a radiation detector. An array detector that detects a radiation image by reading output signals of these cells in parallel or in series can be configured. According to the present invention, the magnetic field applied to the STJ for suppressing the Josephson current can be minimized and the influence of the Fiske step can be easily avoided.
There is no need to change the drive method of the bias current of the STJ to a voltage type or to precisely control the bias current value, so that the radiation detection performance can be greatly improved. In addition, compatibility between the radiation detector and a Josephson integrated circuit that performs data processing of radiation detection signals is increased, and a high-performance radiation detection system can be configured. As a result, it is possible to drastically improve both the detection performance and the stable operation of the radiation detector using the STJ, so that a high-performance radiation detector can be realized.
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の超伝導接合検出器を模式的に示した図
である。
【図2】従来のSTJに現れたフィスケステップを示す
図である。
【図3】従来の超伝導接合検出器の動作を説明する図で
ある。
【図4】フランホーファーパターンの抑制を説明する図
である。
【図5】本発明のフィスケステップの抑制を説明する図
である。
【図6】本発明の超伝導接合検出器の動作を説明する図
である。
【符号の説明】
1 正規分布形状STJ
2,3 超伝導薄膜
4 絶縁体薄膜
5,6 バイアス線
7 マイクロストリップコイル
8 グランドプレーン
Φ 印加磁束
Vg ギャップ電圧BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram schematically showing a superconducting junction detector of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a Fiske step appearing in a conventional STJ. FIG. 3 is a diagram illustrating the operation of a conventional superconducting junction detector. FIG. 4 is a diagram illustrating suppression of a Fraunhofer pattern. FIG. 5 is a diagram illustrating suppression of a Fiske step according to the present invention. FIG. 6 is a diagram illustrating the operation of the superconducting junction detector of the present invention. [Description of Signs] 1 Normal distribution shape STJ 2,3 Superconducting thin film 4 Insulating thin film 5,6 Bias line 7 Microstrip coil 8 Ground plane Φ Applied magnetic flux Vg Gap voltage
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高田 進 埼玉県浦和市下大久保255 埼玉大学工 学部内 (72)発明者 明連 広昭 埼玉県浦和市下大久保255 埼玉大学工 学部内 (72)発明者 飯塚 武志 埼玉県浦和市下大久保255 埼玉大学工 学部内 (72)発明者 菊地 克弥 埼玉県浦和市下大久保255 埼玉大学工 学部内 (56)参考文献 特開2000−150975(JP,A) 菊地克弥, 明連広昭, 飯塚武志, 高田進,正規分布形状をした超伝導ト ンネル接合の作製,第46回応用物理学関 係連合講演会講演予稿集,日本,(社) 応用物理学会,1999年 3月28日,第1 分冊,p.278,28a−ZG−7 菊地克弥, 明連広昭, 飯塚武志, 高田進,正規分布形状をした超伝導ト ンネル接合,第60回応用物理学会学術講 演会講演予稿集,日本,(社)応用物理 学会,1999年 9月 1日,第1分冊, p.188,3a−ZV−8 菊地克弥, 明連広昭, 飯塚武志, 高田進,正規分布形状STJ素子のF raunhofer patternの 印加磁場角度依存性,第61回応用物理学 会学術講演会講演予稿集,日本,(社) 応用物理学会,2000年 9月 3日,第 1分冊,p.202,3a−ZM−3 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01T 1/00 - 7/12 H01L 31/00 H01L 39/22 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Susumu Takada 255, Shimo-Okubo, Urawa City, Saitama Prefecture (72) Inventor Hiroaki Mesuren 255, Shimo-Okubo, Urawa City, Saitama Prefecture (72) Inventor, Department of Engineering, Saitama University Person Takeshi Iizuka 255, Shimo-Okubo, Urawa-shi, Saitama Prefecture (72) Within the Faculty of Engineering, Saitama University (72) Katsuya Kikuchi 255, Shimo-Okubo, Urawa-shi, Saitama Prefecture Within the Faculty of Engineering, Saitama University (56) References Katsuya, Hiroaki Akira, Takeshi Iizuka, Susumu Takada, Fabrication of normally distributed superconducting tunnel junction, Proc. Of the 46th Joint Lecture Meeting of the Japan Society of Applied Physics, Japan Society of Applied Physics, 1999 March 28, 1st volume, p. 278, 28a-ZG-7 Katsuya Kikuchi, Hiroaki Akeren, Takeshi Iizuka, Susumu Takada, Superconducting Tunnel Junctions with Normally Distributed Shapes, Proc. Of the 60th Annual Meeting of the Japan Society of Applied Physics, Japan, The Physical Society of Japan, September 1, 1999, first volume, p. 188, 3a-ZV-8 Katsuya Kikuchi, Hiroaki Akira, Takeshi Iizuka, Susumu Takada, Applied magnetic field angle dependence of the Fraunhofer pattern of a normally distributed STJ device, Proceedings of the 61st Annual Conference of the Japan Society of Applied Physics, Japan, Japan Society of Applied Physics, September 3, 2000, 1st volume, p. 202, 3a-ZM-3 (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01T 1/00-7/12 H01L 31/00 H01L 39/22
Claims (1)
によって生成されるY軸方向の正規分布関数で規定され
る曲線を周辺とする平面形状を前記正規分布関数で規定
される頂点を互いに逆にして、底辺を接続した平面形状
とする正規分布形状超伝導トンネル接合素子と、 該超伝導トンネル接合素子と絶縁膜で隔てて形成された
グランドプレーンと、 超伝導グランドプレーンと反対側で該超伝導トンネル接
合素子に磁気的に結合した超伝導マイクロストリップ線
とを有する超伝導イメージ検出器であって、 該超伝導トンネル接合素子の相対する前記2つの頂点を
とおる左右対称軸と印加磁場とを一致させ、 前記相対する頂点の部分にそれぞれバイアス電流端子を
設け、且つ、 バイアス電流をフィスケステップが出現する電圧より大
きくするように設定したことを特徴とする超伝導イメー
ジ検出器 。(57) [Claims 1] The X-axis value is defined as the side corresponding to the X-axis value as the base.
Defined by the normal distribution function in the Y-axis direction generated by
Defined by the normal distribution function
Vertices are inverted, and the bottom side is connected.
A normally distributed superconducting tunnel junction element to be formed, and formed by being separated from the superconducting tunnel junction element by an insulating film.
And the ground plane, the superconducting tunnel contact on the opposite side to the superconducting ground plane
Superconducting microstrip line magnetically coupled to a composite device
A superconducting image detector having the following two vertices of the superconducting tunnel junction element:
And the applied magnetic field, and a bias current terminal is provided at each of the opposing vertices.
And make the bias current larger than the voltage at which the Fiske step appears.
Superconducting image characterized by setting
Di detector .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000381307A JP3459983B2 (en) | 2000-12-15 | 2000-12-15 | Superconducting tunnel junction detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000381307A JP3459983B2 (en) | 2000-12-15 | 2000-12-15 | Superconducting tunnel junction detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002181946A JP2002181946A (en) | 2002-06-26 |
| JP3459983B2 true JP3459983B2 (en) | 2003-10-27 |
Family
ID=18849327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000381307A Expired - Lifetime JP3459983B2 (en) | 2000-12-15 | 2000-12-15 | Superconducting tunnel junction detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3459983B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3521228B2 (en) | 2001-03-29 | 2004-04-19 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | Magnetically coupled superconducting switch element and circuit using the same |
| JP5098065B2 (en) * | 2005-08-31 | 2012-12-12 | 国立大学法人埼玉大学 | Al superconducting photon detector manufacturing method, Al superconducting photon detector |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000150975A (en) | 1998-09-04 | 2000-05-30 | Agency Of Ind Science & Technol | Superconducting detector |
-
2000
- 2000-12-15 JP JP2000381307A patent/JP3459983B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000150975A (en) | 1998-09-04 | 2000-05-30 | Agency Of Ind Science & Technol | Superconducting detector |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 菊地克弥, 明連広昭, 飯塚武志, 高田進,正規分布形状STJ素子のFraunhofer patternの印加磁場角度依存性,第61回応用物理学会学術講演会講演予稿集,日本,(社)応用物理学会,2000年 9月 3日,第1分冊,p.202,3a−ZM−3 |
| 菊地克弥, 明連広昭, 飯塚武志, 高田進,正規分布形状をした超伝導トンネル接合,第60回応用物理学会学術講演会講演予稿集,日本,(社)応用物理学会,1999年 9月 1日,第1分冊,p.188,3a−ZV−8 |
| 菊地克弥, 明連広昭, 飯塚武志, 高田進,正規分布形状をした超伝導トンネル接合の作製,第46回応用物理学関係連合講演会講演予稿集,日本,(社)応用物理学会,1999年 3月28日,第1分冊,p.278,28a−ZG−7 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002181946A (en) | 2002-06-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hou et al. | Ubiquitous superconducting diode effect in superconductor thin films | |
| US6111254A (en) | Infrared radiation detector | |
| Sarnelli et al. | Residual critical current in high T c bicrystal grain boundary junctions | |
| Volkov et al. | Phase-coherent conductance of a superconductor-normal-metal quantum interferometer | |
| Li et al. | Inductance investigation of YBa 2 Cu 3 O 7− δ nano-slit SQUIDs fabricated with a focused helium ion beam | |
| JP3459983B2 (en) | Superconducting tunnel junction detector | |
| Luke et al. | Germanium orthogonal strip detectors with amorphous-semiconductor contacts | |
| Roca et al. | A lateral-type spin-photodiode based on Fe/x-AlOx/p-InGaAs junctions with a refracting-facet side window | |
| Petrashov et al. | Phase-periodic proximity-effect compensation in symmetric normal/superconducting mesoscopic structures | |
| EP0291050A2 (en) | Superconducting device | |
| JP2812060B2 (en) | SQUID | |
| JP3227985B2 (en) | Magnetic sensor | |
| JP3543111B2 (en) | Superconducting image detector | |
| Dang Vu et al. | Kinetic inductance neutron detector operated at near critical temperature | |
| Qing et al. | High transfer coefficient niobium nano-SQUID integrated with a nanogap modulation flux line | |
| JP2002094132A (en) | Superconducting quantum interference device | |
| DE69626547T2 (en) | ULTRADÜNNER DETECTOR FOR IONIZING RADIATION AND METHOD OF MANUFACTURING | |
| US11588092B2 (en) | Particle detector, particle detection apparatus, and particle detection method | |
| US7019372B2 (en) | Particle detector assembly | |
| JP3331369B2 (en) | Superconducting detector | |
| Bruijn et al. | High quality superconducting tunnel junctions on Nb and Ta single crystals for radiation detection | |
| Dubecký et al. | Role of electrode technology in radiation detector based on semi-insulating InP in development of detector array | |
| US5254850A (en) | Method and apparatus for improving photoconductor signal output utilizing a geometrically modified shaped confinement region | |
| JPH0555831B2 (en) | ||
| JP2748167B2 (en) | Optical signal detection element |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3459983 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |