JPH02111002A - 可変インダクター装置 - Google Patents
可変インダクター装置Info
- Publication number
- JPH02111002A JPH02111002A JP63264543A JP26454388A JPH02111002A JP H02111002 A JPH02111002 A JP H02111002A JP 63264543 A JP63264543 A JP 63264543A JP 26454388 A JP26454388 A JP 26454388A JP H02111002 A JPH02111002 A JP H02111002A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- coil
- inductance
- superconducting thin
- variable inductor
- 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.)
- Pending
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- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、インダクタンスコイル中で、超電導薄膜をコ
イルに対して回転させることによシ、コイルのインダク
タンスを元々の値より減少させて、インダクタンスの値
を調節する可変インダクタ装置である。
イルに対して回転させることによシ、コイルのインダク
タンスを元々の値より減少させて、インダクタンスの値
を調節する可変インダクタ装置である。
従来の技術
超電導体を、そのマイスナー効果を利用して磁性材料と
して用い、インダクタンスの芯として使用するというア
イデアは、古くからあった。
して用い、インダクタンスの芯として使用するというア
イデアは、古くからあった。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、Ｐ ｂ 、 Ｎ ｂ ３Ｔ を等の従来
の超電導材料ではその転移温度Ｔｃが低く、インダクタ
ンス用磁性材料として使用するためには、液体ヘリウム
を使用しなければならず、たいへん高価な動作費用が必
要であった。
の超電導材料ではその転移温度Ｔｃが低く、インダクタ
ンス用磁性材料として使用するためには、液体ヘリウム
を使用しなければならず、たいへん高価な動作費用が必
要であった。
更に従来の受動素子では、コンデンサや抵抗は簡単に可
変素子が、作製できたのであるが、インダクタンスＬの
場合、その構造上、高性能で簡便な可変素子を作製する
ことが困難であり、その改善が望まれていた。
変素子が、作製できたのであるが、インダクタンスＬの
場合、その構造上、高性能で簡便な可変素子を作製する
ことが困難であり、その改善が望まれていた。
課題を解決するための手段
本発明では、酸化物超電導体の薄膜を基板上に作製しそ
のｌｊり膜を、インダクタンスコイルの軸に垂直な回転
軸の回りに回転させＬを減少させることによシ可変イン
ダクター素子を作製する。この時、超電導薄膜素材とし
て、たとえば銅を含む酸化物超電導体を使うと、液体窒
素温度程度の温度７７にで動作可能となシ、高価な液体
ヘリウムで冷却する必要は消滅する。
のｌｊり膜を、インダクタンスコイルの軸に垂直な回転
軸の回りに回転させＬを減少させることによシ可変イン
ダクター素子を作製する。この時、超電導薄膜素材とし
て、たとえば銅を含む酸化物超電導体を使うと、液体窒
素温度程度の温度７７にで動作可能となシ、高価な液体
ヘリウムで冷却する必要は消滅する。
また、この可変インダクター素子自体の構造が非常に単
純であるので、微少化、高密度作製化が可能となる。
純であるので、微少化、高密度作製化が可能となる。
更に、磁芯として超電導体を使用しているので、ＩＧＨ
ｚ程度の高周波領域まで安定に、Ｌを可変動作できる。
ｚ程度の高周波領域まで安定に、Ｌを可変動作できる。
以上の方法で、非常に簡単な構造で小型の可変インダク
ター素子を、液体窒素温度で動作させることが可能とな
った。
ター素子を、液体窒素温度で動作させることが可能とな
った。
作 用
薄膜作製用の基板上に布製した超電導薄膜の透磁率は負
の値を持ち、その絶対値は外部磁界と薄膜との成す角度
に大きく依存する。透磁率の絶対値は、外部磁界が１漢
表面と垂直である時、最大値をとり、逆に平行の時０と
なる。それ故、インダクタンスコイル内に、このコイル
の中心軸と垂直方向に超電導薄膜の回転軸を作製する。
の値を持ち、その絶対値は外部磁界と薄膜との成す角度
に大きく依存する。透磁率の絶対値は、外部磁界が１漢
表面と垂直である時、最大値をとり、逆に平行の時０と
なる。それ故、インダクタンスコイル内に、このコイル
の中心軸と垂直方向に超電導薄膜の回転軸を作製する。
この時、インダクタンスの磁芯である超電導薄膜をコイ
ル内で回転させると、中心軸と膜面の成す角度によって
磁芯の有効透磁率が変化するので、コイルのインダクタ
ンスを変化させることができる。この変化は、透磁率が
負の値を持つため、超電導薄膜面が中心軸に垂直な時、
全体のＬは最小となシ、平行な時、最大となる。更に、
このインダクターは、磁芯に超電導体を用いているため
に、高周波領域中でも、可変インダクタンスとして安定
に動作するために、信頼性のよい素子ができる。
ル内で回転させると、中心軸と膜面の成す角度によって
磁芯の有効透磁率が変化するので、コイルのインダクタ
ンスを変化させることができる。この変化は、透磁率が
負の値を持つため、超電導薄膜面が中心軸に垂直な時、
全体のＬは最小となシ、平行な時、最大となる。更に、
このインダクターは、磁芯に超電導体を用いているため
に、高周波領域中でも、可変インダクタンスとして安定
に動作するために、信頼性のよい素子ができる。
実施例
本実施例に用いた超電導薄膜は、たとえばスパッタ法に
よシ作製したＢ１５ｒＣａＣｕＯ膜であシ、膜厚は約２
０００人であり、１０２にで電気抵抗は完全に０となる
。この他にＴ Ｉ Ｂ ａ Ｃａ Ｃｕ Ｏ膜、ランタ
ノイド−ＢａＣｕＯ膜なども使用可能である。
よシ作製したＢ１５ｒＣａＣｕＯ膜であシ、膜厚は約２
０００人であり、１０２にで電気抵抗は完全に０となる
。この他にＴ Ｉ Ｂ ａ Ｃａ Ｃｕ Ｏ膜、ランタ
ノイド−ＢａＣｕＯ膜なども使用可能である。
第１図は本発明の実施例の一例を示す模式図である。第
１図のように、インダクタンスコイ／ｌ／１１の内部に
、回転軸１２の付いた超電導薄膜１３とその基板１４を
設置する。回転軸１２はコイルの中心軸と垂直となって
いる。またコイ／Ｉ／１の内径は、薄膜の外周とほぼ一
致している。更に基板１４や回転軸１２は絶縁体でかつ
非磁性体で作製されておシ、素子の電気的磁気的性質に
何ら影響を与えないように工夫された。
１図のように、インダクタンスコイ／ｌ／１１の内部に
、回転軸１２の付いた超電導薄膜１３とその基板１４を
設置する。回転軸１２はコイルの中心軸と垂直となって
いる。またコイ／Ｉ／１の内径は、薄膜の外周とほぼ一
致している。更に基板１４や回転軸１２は絶縁体でかつ
非磁性体で作製されておシ、素子の電気的磁気的性質に
何ら影響を与えないように工夫された。
この素子のインダクタンスを測定する前に、使用する超
電導薄膜の透磁率を、測定磁場と膜面との成す角度θに
ついて、ｒｆ−３ＱＵＩＤを用いて測定した。この時の
配置を第２図に、この実験結果を第３図に示す。外部磁
場１００ｅ以内では、磁化曲線は、はぼ直線となシ、透
磁率が定義できる。この煩きは、負であり、直線の傾き
、すなわち透磁率はθに大きく依存する。このように、
微少な磁場領域では、超電導薄膜は小連結の第一種超電
導体であると考えられ、その磁化はＭ＝−Ｈｅ：ｔ／４
ｉ（１−ｎ） と表わせる。ここにＭは超″ｒ［導体の磁化、Ｈｅｘは
外部磁界、ｎは反磁場係数である。薄膜の場合、Ｈｅｘ
が膜面と垂直の時はｎ＝＝１−δとなる。δは完全な
平面の反磁場係数の補正係数である。この場合、δ＝０
．００１となって、透磁率の稙ば、４．２にで約−１３
００（ｃｑｓ ｕｎｉｔ ） ７７にで１３０となっ
た。θが減少するにつれて、透磁率の絶対値は急速に減
少し、０−、ｏでは透磁率は、はぼ０となった。
電導薄膜の透磁率を、測定磁場と膜面との成す角度θに
ついて、ｒｆ−３ＱＵＩＤを用いて測定した。この時の
配置を第２図に、この実験結果を第３図に示す。外部磁
場１００ｅ以内では、磁化曲線は、はぼ直線となシ、透
磁率が定義できる。この煩きは、負であり、直線の傾き
、すなわち透磁率はθに大きく依存する。このように、
微少な磁場領域では、超電導薄膜は小連結の第一種超電
導体であると考えられ、その磁化はＭ＝−Ｈｅ：ｔ／４
ｉ（１−ｎ） と表わせる。ここにＭは超″ｒ［導体の磁化、Ｈｅｘは
外部磁界、ｎは反磁場係数である。薄膜の場合、Ｈｅｘ
が膜面と垂直の時はｎ＝＝１−δとなる。δは完全な
平面の反磁場係数の補正係数である。この場合、δ＝０
．００１となって、透磁率の稙ば、４．２にで約−１３
００（ｃｑｓ ｕｎｉｔ ） ７７にで１３０となっ
た。θが減少するにつれて、透磁率の絶対値は急速に減
少し、０−、ｏでは透磁率は、はぼ０となった。
この測定は、直流測定であるが、約ＩＧＨｚ程度の高周
波領域までこの特性が現れる。
波領域までこの特性が現れる。
さて、この超電導薄膜を可動磁芯としたインダクタンス
コイルを第１図のように作製した。超電導Ｂ１５ｒＣａ
ＣｕＯ薄膜１３は、Ｍｇｏ単結晶の基板１４に作製しで
ある。このＭｑＯ基板１４の大きさは１０Ｘ１０Ｘ０．
５絹であり、コイル内で回転するための軸は、石英で作
製した。この基板１４も回転軸１２も、絶縁体で、かつ
非磁性体であり、この素子を液体窒素温度に冷やしても
、インダクタンス動作に対しては何ら影響を与えないこ
とが確かめられた。コイルは、この超電導薄膜の周囲に
１行うようにして、約数１０ｔｕｒｎの銅線を巻いた。
コイルを第１図のように作製した。超電導Ｂ１５ｒＣａ
ＣｕＯ薄膜１３は、Ｍｇｏ単結晶の基板１４に作製しで
ある。このＭｑＯ基板１４の大きさは１０Ｘ１０Ｘ０．
５絹であり、コイル内で回転するための軸は、石英で作
製した。この基板１４も回転軸１２も、絶縁体で、かつ
非磁性体であり、この素子を液体窒素温度に冷やしても
、インダクタンス動作に対しては何ら影響を与えないこ
とが確かめられた。コイルは、この超電導薄膜の周囲に
１行うようにして、約数１０ｔｕｒｎの銅線を巻いた。
コイルのインダクタンスは、約７０ ＭＨｚまで、ベク
トルインビーダンヌメータを用いて測定した。
トルインビーダンヌメータを用いて測定した。
この時の測定磁場は６０ ｍ Ｏｅ以下であると考えら
れる。このインダクタンスコイルだけのＬは約１．８μ
Ｈであった。コイルのＬの周波数特性は、かなり高周波
まで平坦であった。第３図にその結果を示すが、５ｏＭ
Ｈｚ以上の周波数でのＬの増加はＬＣ共振によるものと
思われる。次に回転軸を回して、７７Ｋに冷やし、コイ
ルの作る磁場と膜面が垂直になるように超電導薄膜磁芯
をセットすると、Ｌの値は減少してゆき約１μＨで最小
となった。これは、超電導磁芯の負の透磁率によるもの
であると思われる。θ−９０°の時、前と同様にＬの周
波数依存性を測定すると（第４図）やはシ周波数に対し
て、平坦な特性を示す。
れる。このインダクタンスコイルだけのＬは約１．８μ
Ｈであった。コイルのＬの周波数特性は、かなり高周波
まで平坦であった。第３図にその結果を示すが、５ｏＭ
Ｈｚ以上の周波数でのＬの増加はＬＣ共振によるものと
思われる。次に回転軸を回して、７７Ｋに冷やし、コイ
ルの作る磁場と膜面が垂直になるように超電導薄膜磁芯
をセットすると、Ｌの値は減少してゆき約１μＨで最小
となった。これは、超電導磁芯の負の透磁率によるもの
であると思われる。θ−９０°の時、前と同様にＬの周
波数依存性を測定すると（第４図）やはシ周波数に対し
て、平坦な特性を示す。
超電導薄膜自体の周波数特注は、原理的には約ＩＧＨｚ
程度まで透磁率の変化はないはずであるから、第４
図の結果は正しいと考えられる。
程度まで透磁率の変化はないはずであるから、第４
図の結果は正しいと考えられる。
更に透磁率の絶対値が大きい試料を用いたシ、コイル内
の超電導薄膜の枚数を増やせば、更に大きくＬの値を連
続的に減少させることができる。
の超電導薄膜の枚数を増やせば、更に大きくＬの値を連
続的に減少させることができる。
第４図に、本発明のデバイヌのＬの値と、角度θの実験
値を示す。θ＝９０°の時、Ｌは最小となり、Ｏ＝Ｑの
時、インダクタンスコイル本来の値を回復する。
値を示す。θ＝９０°の時、Ｌは最小となり、Ｏ＝Ｑの
時、インダクタンスコイル本来の値を回復する。
発明の効果
以上、述べてきたように本発明によれば、液体窒素温度
で動作し、簡単な構造を持ち、連続的にインダクタンス
の値を変化させうる可変インダクターが作製可能となシ
、その影響は大きい。
で動作し、簡単な構造を持ち、連続的にインダクタンス
の値を変化させうる可変インダクターが作製可能となシ
、その影響は大きい。
第１図は本発明の可変インダクターの模式図、第２図は
外部磁場と薄膜との位置関係を示す図、第３図は外部磁
場と薄膜平面の角度θを変化させた時の磁化曲線図、第
４図はインダクタンスの周波数依存性図である。 １１・・・・・・インダクタンスコイル、１２・・・・
・・回転軸、１３・・・・・・超電導薄膜、１４・・・
・・・基板。 図 図 第２図 Ｈ（Ｏｅ）
外部磁場と薄膜との位置関係を示す図、第３図は外部磁
場と薄膜平面の角度θを変化させた時の磁化曲線図、第
４図はインダクタンスの周波数依存性図である。 １１・・・・・・インダクタンスコイル、１２・・・・
・・回転軸、１３・・・・・・超電導薄膜、１４・・・
・・・基板。 図 図 第２図 Ｈ（Ｏｅ）
Claims (3)
- （１）基体上に作製した超電導薄膜がインダクタンスコ
イルの内部に配置され、前記薄膜と前記インダクタンス
コイルとのなす角度を可変としたことを特徴とする可変
インダクター装置。 - （２）コイルによる磁場と超電導薄膜との成す角度によ
って透磁率の値が変化することを利用することを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の可変インダクター装置
。 - （３）超電導薄膜として、銅を含む酸化物の超電導体を
用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の可
変インダクター装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63264543A JPH02111002A (ja) | 1988-10-20 | 1988-10-20 | 可変インダクター装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63264543A JPH02111002A (ja) | 1988-10-20 | 1988-10-20 | 可変インダクター装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02111002A true JPH02111002A (ja) | 1990-04-24 |
Family
ID=17404730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63264543A Pending JPH02111002A (ja) | 1988-10-20 | 1988-10-20 | 可変インダクター装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02111002A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007158360A (ja) * | 1999-07-16 | 2007-06-21 | Lucent Technol Inc | 可変インダクタを備える物品 |
-
1988
- 1988-10-20 JP JP63264543A patent/JPH02111002A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007158360A (ja) * | 1999-07-16 | 2007-06-21 | Lucent Technol Inc | 可変インダクタを備える物品 |
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