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高周波キャリア型磁界センサの位相雑音抑圧方法及びその装置

シーズコード S130009645
掲載日 2013年6月5日
研究者
  • 荒井 賢一
  • 山口 正洋
  • 藪上 信
  • 鈴木 哲
技術名称 高周波キャリア型磁界センサの位相雑音抑圧方法及びその装置
技術概要 図10はキャリア抑圧回路を用いた場合およびセンサ素子とスペクトラムアナライザを直列に接続した系での微小交流磁界に対するセンサ出力を示したものである。センサ素子とスペクトラムアナライザを直列に接続した系では、磁界の検出分解能は2.0×10-8Tであった。一方、キャリア抑圧回路を用いると、SSB位相雑音は-161dBmまで低減できたと考えられる。スペクトラムアナライザのノイズフロアは-140dBmであるので、これが検出限界となる。その結果、測定システム等価回路を用いた測定系では8.5×10-11Tの磁界検出分解能が得られた。また微細加工プロセスとしてリフトオフを用いてセンサ素子を作製した結果、幅10μmの単層膜において、イオンミリングを用いた場合と比較して約3倍のインピーダンス変化量を得た。また、積層構造のセンサ素子を作製し、長さ1mmの素子においてセンサ利得100kΩ/Tを実現した。さらに、高感度磁界測定法としてキャリア抑圧回路を提案し、8.5×10-11Tという微小交流磁界の検出に成功した。
画像

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研究分野
  • 磁気の計測法・機器
  • 雑音測定
展開可能なシーズ SSB位相雑音を低減することにより、センサ素子自身の熱的揺らぎ、あるいは熱雑音レベルまでの微小な信号の検出が可能となる高周波キャリア型磁界センサの位相雑音抑圧方法及びその装置を提供する。
A)微細加工プロセスとして、リフトオフを用いてセンサ素子を作製し、幅10μmと小型化した素子において、従来と比べて3倍以上のインピーダンス変化量を得た。B)センサ素子を積層化することで還流磁区の面積を減少させ、センサ利得の向上を実現した。C)積層構造において、素子を幅10μm、長さ1mmと小型化した場合でも、100Ω/T(10Ω/Oe)のセンサ利得が得られた。D)キャリア抑圧回路を用いてSSB位相雑音を低減させることにより、8.5×10-11T(8.5×10-7Oe)の微小な磁界の検出を可能にした。本発明は、高周波キャリア型センサが室温で動作するセンサとしては従来センサをしのぐ高感度を有し、次世代の磁気記録ヘッドの有力な候補となり得るのみならず、室温で動作する超高感度磁界センサの登場により新たな産業の創出への道を拓くものと考えられる。
用途利用分野 高周波キャリア型磁界センサ、位相雑音抑圧法、位相雑音抑圧装置、高感度センサ素子
出願特許   特許 国際特許分類(IPC)
( 1 ) 独立行政法人科学技術振興機構, . 荒井 賢一, 山口 正洋, 藪上 信, 鈴木 哲, . 高周波キャリア型磁界センサの位相雑音抑圧方法及びその装置. 特開2002-207069. 2002-07-26
  • G01R  33/02     

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