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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2012-07-19 14:00 磁束フィードバックを用いた高感度ディジタルSQUID磁気センサにおける広ダイナミックレンジシステムの検討 ○津賀優斗・山梨裕希・吉川信行（横浜国大）  SCE2012-15 |
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| 抄録 | （和） | SFQ回路を利用しているディジタルSQUID磁気センサは、アナログSQUID磁気センサに比べて高いスルーレートや広ダイナミックレンジ、多チャネル化しやすいと言った利点がある。しかし、出力されるSFQパルスを数えて磁場計測を行うため、磁束分解能が磁束量子$\Phi_0$ (= 2.07×$10^{-15}$ Wb)に制限される。さらに同期式動作の場合、スルーレートはクロック周波数に制限されてしまう。そこで我々は、相補出力をもつ非同期式ディジタルSQUIDを考案した。ISTEC-SRL 2.5 kA/cm$^{2}$ Nbスタンダードプロセス（STP）、10 kA/cm$^{2}$ Nbアドバンストプロセス（ADP）を用いて回路を作製した。入力磁束3000 $\Phi_0$まで出力の良好な線形性が確認でき、スルーレートはADPを仮定すると$10^{11}\ \Phi_0$/sとなる。さらにオンチップ磁束フィードバックにより分解能を向上させる高感度ディジタルSQUIDの実証に成功した。しかし、フィードバックループに保持できる磁束量によりダイナミックレンジが制限されてしまう。本稿では高感度ディジタルSQUIDの広ダイナミックレンジシステムを提案し、評価をする。高感度モードとリセットモードをもつ広ダイナミックレンジシステムを用いればダイナミックレンジの制限をなくすことができる。 |
| （英） | A digital superconducting quantum interference device (SQUID) magnetometer, which uses single flux quantum (SFQ) circuits, is superior to analog SQUID magnetometers in term of slew rate, dynamic range and ease of building multi-channel system. However, the magnetic flux resolution of the digital SQUID is limited to flux quantum $\Phi_0$ (= 2.07×$10^{-15}$ Wb) due to the intrinsic digital operation of the digital SQUID, counting the number of flux quanta output. In the case of synchronous systems, the slew rate is limited by the clock frequency. In this study, an asynchronous digital SQUID with complementary output has been devised. We have implemented the asynchronous digital SQUID magnetometer using the ISTEC-SRL 2.5 kA/cm$^{2}$ and 10 kA/cm$^{2}$ Nb process. We have confirmed the correct operation and good linearity of magnetic response up to 3000 $\Phi_0$. The slew rate is estimated to be $10^{11}\ \Phi_0$/s. We have also investigated and experimentally demonstrated improvement of the magnetic field resolution of the asynchronous digital SQUID by utilizing on-chip magnetic feedback. A dynamic range of this SQUID is limited by the amount of magnetic flux which can be stored in the feedback loop. In this report, we demonstrated and discussed the wide dynamic range system with ‘high sensitivity mode’ and ‘reset mode’. In this system, the dynamic range is not limited. We confirmed measurement result that the input waveform was reconstructed by output SFQ pulse in the wide dynamic range system. | |
| キーワード | （和） | 超伝導量子干渉素子 / 単一磁束量子回路 / 磁気センサ / ダイナミックレンジ / / / / |
| （英） | Superconducting quantum interference device / Single flux quantum / Magnetometer / Dynamic range / / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 112, no. 138, SCE2012-15, pp. 37-41, 2012年7月. | |
| 資料番号 | SCE2012-15 | |
| 発行日 | 2012-07-12 (SCE) | |
| ISSN | Print edition: ISSN 0913-5685 Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | SCE2012-15 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | SCE |
| 開催期間 | 2012-07-19 - 2012-07-19 |
| 開催地（和） | 機械振興会館地下3階1号室 |
| 開催地（英） | Kikai-Shinko-Kaikan Bldg. |
| テーマ（和） | 信号処理基盤技術及びその応用、一般 |
| テーマ（英） | Signal processing technologies and their applications, etc. |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | SCE |
| 会議コード | 2012-07-SCE |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | 磁束フィードバックを用いた高感度ディジタルSQUID磁気センサにおける広ダイナミックレンジシステムの検討 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Wide Dynamic Range System of High Sensitive Digital SQUID Magnetometer with Magnetic Feedback |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | 超伝導量子干渉素子 / Superconducting quantum interference device |
| キーワード(2)（和/英） | 単一磁束量子回路 / Single flux quantum |
| キーワード(3)（和/英） | 磁気センサ / Magnetometer |
| キーワード(4)（和/英） | ダイナミックレンジ / Dynamic range |
| キーワード(5)（和/英） | / |
| キーワード(6)（和/英） | / |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 津賀 優斗 / Yuto Tsuga / ツガ ユウト |
| 第1著者 所属（和/英） | 横浜国立大学 (略称： 横浜国大) Yokohama National University (略称： Yokohama National Univ.) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 山梨 裕希 / Yuki Yamanashi / ヤマナシ ユウキ |
| 第2著者 所属（和/英） | 横浜国立大学 (略称： 横浜国大) Yokohama National University (略称： Yokohama National Univ.) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 吉川 信行 / Nobuyuki Yoshikawa / |
| 第3著者 所属（和/英） | 横浜国立大学 (略称： 横浜国大) Yokohama National University (略称： Yokohama National Univ.) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2012-07-19 14:00:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | SCE |
| 資料番号 | SCE2012-15 |
| 巻番号（vol） | vol.112 |
| 号番号（no） | no.138 |
| ページ範囲 | pp.37-41 |
| ページ数 | 5 |
| 発行日 | 2012-07-12 (SCE) |
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