(57)【要約】【目的】  極低温中に設置された試料の抵抗を高精度で計測する抵抗検出素子を提供するものである。【構成】  シャント抵抗４、被測定試料に流れる電流を検出するための入力コイル１２を備えた超伝導量子干渉素子と、被測定試料を接続する信号読み出し用パッド５？１、５？２と、超伝導量子干渉素子を動作させる制御回路を接続する制御回路接続用パッド１０２と、シャント抵抗４および被測定試料にバイアス電流を加えるためのバイアス電流供給パッド１０３で構成し、超伝導薄膜プロセスにより１つの基板上に集積形成する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
定電圧バイアスを供給するためのシャント抵抗と、前記シャント抵抗に流れる電流を計測する電流計測手段からなり、前記シャント抵抗に並列接続された被測定試料に流れる電流を前記電流計測手段により測定し、被測定試料の抵抗値を計測する抵抗検出素子において、
前記シャント抵抗、前記被測定試料に流れる電流を検出するための入力コイルを備えた超伝導量子干渉素子と、前記被測定試料を接続する信号読み出しパッドと、前記超伝導量子干渉素子を動作させる制御回路を接続する制御回路接続用パッドと、前記シャント抵抗および前記被測定試料にバイアス電流を加えるためのバイアス電流供給パッドで構成され、１つの基板上に集積形成されることを特徴とする抵抗検出素子。
【請求項２】
前記入力コイルと前記シャント抵抗が直列接続され、さらに、該直列接続された回路の両端のそれぞれに前記信号入力パッドに接続されており、また、前記シャント抵抗の両端のそれぞれが前記バイアス電流供給パッドに接続されていることを特徴とする請求項1記載の抵抗検出素子。
【請求項３】
前記シャント抵抗は、前記超伝導量子干渉素子を構成するジョセフソン接合に並列に接続される接合用シャント抵抗および 前記超伝導量子干渉素子のループに並列に接続されるダンピング抵抗と同じ層で形成され、かつ、前記シャント抵抗が電流の流れる方向の長さlと幅wの比l/wが1/10以下であり、かつ、前記前記抵抗の抵抗値が100m Ω以下であることを特徴とする請求項１または２記載の抵抗検出素子。
【請求項４】
前記シャント抵抗の材料が非超伝導材料であることを特徴とする請求項１乃至３の少なくとも1項記載の抵抗検出素子。
【請求項５】
超伝導体Ｘ線検出素子、前記超伝導体Ｘ線検出素子の抵抗値を検出する抵抗検出素子からなるＸ線計測装置において、
前記抵抗検出素子が請求項１乃至請求項４記載のいずれかの抵抗検出素子であることを特徴とするＸ線計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微小な抵抗値を計測する抵抗検出素子に関し、特に、極低温中に設置された試料の抵抗を高精度で計測する抵抗検出素子、およびその抵抗検出素子を用いたＸ線計測装置を提供する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術による抵抗検出素子を用いて構成されたＸ線計測装置の構成図を図４に示す。このＸ線計測装置は、1K以下の温度まで冷却された超伝導体Ｘ線検出素子を用いて高分解能でＸ線を計測できる装置である。その構成は1K以下の温度まで冷却可能な冷凍機と、超伝導現象を利用しＸ線を検出する超伝導体Ｘ線検出素子と、Ｘ線照射によって生じるＸ線検出素子の抵抗変化を検出する抵抗検出手段からなる。Ｘ線検出素子の抵抗値は、Ｘ線検出素子に定電圧バイアスを印加し、Ｘ線検出素子に流れる電流を検出することにより計測される。電流検出には、入力コイルを備えた超伝導量子干渉素子（以下、SQUIDと称する）が用いられる。（例えば、非特許文献１を参照）
超伝導体Ｘ線検出素子２は冷却装置１のコールドステージ３に設置される。超伝導体Ｘ線検出素子２の抵抗変化を電気信号として取り出すため、信号読み出し用接続パッド５？１、５？２、５？３がコールドステージ３に設置される。信号読み出し用接続パッドの材質には、Alが用いられる。超伝導体Ｘ線検出素子２の両端のそれぞれが、信号読み出し用接続パッド５？１、５？２と超音波ボンダーを用いてボンディグワイヤ６で接続される。ボンディグワイヤ６の材質には、Alが使用される。
【０００３】
コールドステージ３には、超伝導体Ｘ線検出素子２に定電圧バイアスを加えるためのシャント抵抗４が設置される。シャント抵抗４の両端のそれぞれが、信号読み出し用接続パッド５？１、５？３と接続される。ここで、定電圧バイアスするため、シャント抵抗４の値Rshuntと超伝導Ｘ線検出素子の動作抵抗の値 Roの関係は Rshunt<<Roでなければならない。超伝導体Ｘ線検出素子に、Ｘ線エネルギーを抵抗変化に変換する超伝導転移端カロリメータ（以下、TESカロリメータと称する）が用いられる場合、Roは10mΩ〜1Ωである。このとき、Rshuntは1mΩ〜100mΩが必要である。シャント抵抗の材質は、1K以下で超伝導を示さないCuワイヤーやマンガニン線などが用いられる。室温領域２１に設置された電流源２２から定電流を供給するため、室温回路接続用配線３１？１が信号読み出し用接続パッド５？１、５？３に接続される。コールドステージへの熱流入を減らすため、室温回路接続用配線３１？１の材質には、Nb-Ti線などの超伝導線、もしくは、低熱伝導材料であるマンガニン線が用いられる。シャント抵抗４と室温回路接続用配線３１？１の接続は、半田つけにより行われる。また、信号読み出し用接続パッド５？１、５？３と室温回路接続用配線３１？１の接続も、半田つけにより行われる。Al製の接続パッドは通常の熱による半田付けで接続できないため、超音波半田付けによる接続が行われる。
【０００４】
SQUID１１はコールドステージ３と異なるステージに設置される。SQUID１１は Nb薄膜やNbN薄膜を用いて作製され、Si基板やガラス基板上に形成される。SQUID１１は２つのジョセフソン接合１３とSQUIDインダクタ１４で超伝導ループを構成する。入力コイル１２が超伝導ループに磁気結合される。入力コイル１２に流れる電流はSQUID１１において電圧に変換され、室温領域２１に設置されたSQUID制御回路２３によりその電圧が処理され、入力電流が読み出される。SQUID１１とSQUID制御回路２３は室温回路接続用配線３１？２で接続される。室温回路接続用配線３１？２の材質には、低熱伝導材料であるマンガニン線が用いられる。入力コイル１２の両端のそれぞれは信号入力用接続パッド１5？１、１５？２に接続される。入力コイル１２と超伝導体Ｘ線検出素子２の接続は、Nb-Ti線などの超伝導線７を用いて超伝導接続される。超伝導線７と信号読み出し用接続パッド５？１、５？３の接続は半田つけにより行われる。超伝導線７と信号入力用接続パッド１5？１、１５？２の接続も、半田つけにより行われる。
【０００５】
図４では、SQUID１１は簡略化して表されている。SQUIDの詳細な等価回路図を図５に示す。基板１９上に、ジョセフソン接合１３、SQUIDインダクタ１４、電流？電圧特性のヒステリシスを抑制するため挿入される接合用シャント抵抗１７、SQUIDループとジョセフソン接合の接合容量による共振を抑制されるため挿入されるダンピング抵抗１６、入力コイル１２、SQUID制御回路から送られる帰還信号を超伝導ループに磁気結合させるための帰還コイル１８が集積される。さらに、Ｘ線検出素子と入力コイル接続するための入力信号用パッド１５？１、１５？２、制御回路接続用パッド１０２が集積されている。
【０００６】
以上の構成により、超伝導体 Ｘ線検出素子の抵抗値が４端子法で測定される。その抵抗値から、Ｘ線エネルギーが計測される。
【非特許文献１】A. von Kienlin他、A monolithic superconducting micro-calorimeter for Ｘ-ray detection、" Nuclear Instruments and Method in Physics Research“ A 412、 1998、 Ｐ．135-139。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
被測定試料を定電圧バイアスするため、被測定試料の動作抵抗Roに比べ十分小さな値Rshuntのシャント抵抗を得ることが必要であった。一般的な抵抗として、炭素皮膜抵抗や金属皮膜抵抗がある。これらの抵抗を用いる場合、入手可能な抵抗値は1Ω以上である。そのため、超伝導体Ｘ線検出素子用のシャント抵抗として必要とされる1mΩ〜100mΩの微小な抵抗を得ることは困難であった。従来技術では、シャント抵抗の材料として、一般の配線材料であるCu線やマンガニン線を適当な長さに切断し、使用していた。そのため、シャント抵抗の量産性とその抵抗値の再現性を向上させることが課題であった。
【０００８】
超伝導体Ｘ線検出素子のような低雑音の被測定試料の抵抗値を高い精度で計測するためには、、さらに、測定に直接関係する構成要素である定電圧バイアス用のシャント抵抗や被測定試料以外の浮遊抵抗成分を減らす必要があった。そのため、極低温Ｘ線計測装置における超伝導体Ｘ線素子、SQUIDの入力コイル、およびバイアス抵抗で形成される閉ループ回路において、超伝導体Ｘ線素子とシャント抵抗以外の構成要素（入力コイル、配線、接続パッド、接続部、等）は超伝導状態であることが望ましい。しかし、従来技術では、接続パッドと超伝導線の接続、また、接続パッドとシャント抵抗や超伝導線の接続において、超伝導接続が困難であった。接続パッドの材料に1K以下で超伝導状態となるAlを用いる場合、通常の熱による半田付けができないため、安定した超伝導接続することは困難であった。また、接続パッドにCuやAuの常伝導材料を用いた場合は、半田付けは容易となるが、超伝導接続ができないという問題があった。その他、超伝導接続のみならず、被測定試料、シャント抵抗、SQUIDの入力コイル、配線類（超伝導線やマンガニン線など）、接続パッドの接続において、低温領域での安定した接続技術が強く求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、定電圧バイアスを供給するためのシャント抵抗と、シャント抵抗に流れる電流を計測する電流計測手段からなり、シャント抵抗に並列接続された被測定試料に流れる電流を前記電流計測手段により測定し、被測定試料の抵抗値を計測する抵抗検出素子において、シャント抵抗と被測定試料に流れる電流を検出するための入力コイルを備えた超伝導量子干渉素子と、被測定試料を接続する信号読み出しパッドと、超伝導量子干渉素子を動作させる制御回路を接続する制御回路接続用パッドと、シャント抵抗および被測定試料にバイアス電流を加えるためのバイアス電流供給パッドで構成され、１つの基板上に集積形成された抵抗検出素子とした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、以下に記載される効果を有する。
【００１１】
抵抗検出素子を、被測定試料に定電圧バイアスを加えるためのシャント抵抗と、被測定試料に流れる電流を検出するための入力コイルを備えた超伝導量子干渉素子と、被測定試料を接続する信号読み出し用接続パッドと、前記超伝導量子干渉素子を動作させる制御回路を接続する制御回路接続用パッドと、前記シャント抵抗にバイアス電流を加えるためのバイアス電流供給パッドで構成し、超伝導薄膜プロセスにより１つの基板上に集積形成することにより、従来Cu線やマンガニン線で作製されていた定電圧バイアスするためのシャント抵抗の作製が容易となる。また、数mΩの小さな値のシャント抵抗を再現性良く、大量に生産することができる。
【００１２】
前記入力コイルと前記シャント抵抗を直列接続し、さらに、その直列回路の両端のそれぞれを前記信号読み出し用接続に接続し、かつ、前記シャント抵抗の両端のそれぞれを前記バイアス電流供給パッドに接続することにより、従来行われてきたコールドステージ上でのシャント抵抗と配線の半田つけが不要となり、抵抗検出素子としての実装が容易となる。また、基板上では、シャント抵抗と入力コイルはNb薄膜で超伝導接続されているため、不要な抵抗成分を減らすことができ、検出感度が向上し、抵抗値の高精度計測が可能となる。さらに、基板上には、信号読み出し用接続パッドが用意されており、被測定試料との接続はそのパッドと２端子で接続するだけであるため、装置のセットアップが容易となる。コールドステージでのパッドと配線との超伝導接続でPb入り半田を使う必要がないため、環境に配慮した実装が可能となる。
【００１３】
前記シャント抵抗を、前記超伝導量子干渉素子を構成するジョセフソン接合に並列に挿入される接合用シャント抵抗およびSQUIDループに並列ダンピング抵抗と同じレイヤーで形成し、かつ、前記シャント抵抗の形状を電流の流れる方向の長さlと幅wの比l/wが1/10以下となるように構成することにより、ΩオーダーとmΩオーダーと値の大きく異なる前記接合用シャント抵抗と前記シャント抵抗を同時に作製することが可能となる。
【００１４】
前記シャント抵抗を非超伝導材料で構成することで、被測定試料と抵抗検出素子の両方を1K以下のコールドステージに設置しても抵抗検出器として動作させることができる。被測定試料と抵抗検出素子の両方をコールドステージに設置することにより、Nb薄膜で形成される接続パッドをAlボンディングワイヤによる超伝導接続が可能となり、実装が容易となる。また、被測定試料と抵抗検出素子間の不要なインダクタンス成分や抵抗成分を減らすことができるため、検出感度が向上し、抵抗値の高精度計測が可能となる。特に、前記シャント抵抗をAuで構成することにより、腐食などによる劣化が少なく信頼性の高い抵抗検出素子を実現させることができる。また、Auは比抵抗が小さいため、他の材料に比べ、mΩオーダーのシャント抵抗を得るための専有面積を小さくできる。
【００１５】
1K以下で動作する超伝導体Ｘ線検出素子、1K以下に冷却可能な冷凍機、前記超伝導体Ｘ線検出素子の抵抗値を検出する抵抗検出素子からなるＸ線計測装置において、前記抵抗検出素子に上記手段を用いて構成された抵抗検出素子を用いることにより、超伝導体Ｘ線検出素子の微小な抵抗変化を極低温中で検出できるため、高エネルギー分解能なＸ線検出装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１に本発明の実施例１に係る抵抗検出素子の等価回路図を示す。本発明では、被測定試料に定電圧バイアスを加えるためのシャント抵抗と、被測定試料に流れる電流を検出するための入力コイルを備えた超伝導量子干渉素子（以下、SQUIDと称する）を一つの基板上に集積する。基板１９上に、シャント抵抗４、ジョセフソン接合１３、SQUIDインダクタ１４、電流？電圧特性のヒステリシスを抑制するため挿入される接合用シャント抵抗１７、SQUIDループとジョセフソン接合の接合容量による共振を抑制するため挿入されるダンピング抵抗１６、入力コイル１２、室温領域に設置されるSQUID制御回路から送られる帰還信号を超伝導ループに磁気結合させるための帰還コイル１８が集積されている。SQUIDは２つのジョセフソン接合１３とSQUIDインダクタ１４で構成される超伝導ループで構成され、さらに、入力コイル１２が超伝導ループに磁気結合される。入力コイル１２に流れる電流はSQUIDにおいて電圧に変換される。SQUIDは室温領域に設置されたSQUID制御回路に接続され、入力電流が読み出される。基板内１９において、シャント抵抗４と入力コイル１２の直列回路が形成される。その直列回路と並列に被測定試料が接続されるように、信号読み出し用接続パッド５？１、５？３が配置される。また、シャント抵抗４に定電流を加えるためのバイアス電流供給パッド１０３が設けられている。さらに、制御回路接続用パッド１０２が集積されている。
【００１８】
図２に本発明の実施例１に係る抵抗検出素子の配置図を示す。図２には、図１に示されている構成部品全てが基板１９上に配置されている。本実施例では被測定試料として超伝導体Ｘ線検出素子を想定し、以下に、抵抗検出素子の作製方法およびパラメータについて述べる。抵抗検出素子はNb薄膜を基本としたNb/AlOX/Nbトンネル接合プロセスで作製される。全てのパッドはNbの上にバッファ層として厚さ30nmのAuが形成されている。抵抗材料には、非超伝導材料であるAuを用いる。シート抵抗が約0．3〜0．6Ωとなるように、Au抵抗層の膜厚を制御する。この条件で作製された接合用シャント抵抗の値は2〜4Ωとなる。極低温Ｘ線検出素子の動作抵抗Roは10mΩ〜1Ωである。シャント抵抗の値Rshuntは、Rshunt<<Roが要求されるため、Rshuntは1mΩ〜100mΩが必要となる。数Ωの接合用シャント抵抗とmΩオーダーの小さなRshuntを同一基板上に、しかも、同じレイヤーで形成するため、図２に示すようにシャント抵抗の形状は電流の流れる方向の長さlと幅wの比l/wが1/10以下となるように形成する。L/w=1/125で1．6mΩ〜3．2mΩを得ることができる。
【００１９】
本発明により、従来Cu線やマンガニン線で作製されていた定電圧バイアスするためのシャント抵抗の作製が容易となる。また、数mΩの小さな値のシャント抵抗を再現性良く、大量に生産できる。
【００２０】
上記構成により、従来行われてきたコールドステージ３上での、シャント抵抗と配線の半田つけが不要となり、抵抗検出素子としての実装が容易となる。また、基板上では、シャント抵抗４と入力コイル１２はNb薄膜による超伝導接続されるため、不要な抵抗成分を減らすことができ、検出感度が向上し、抵抗値の高精度計測が可能となる。さらに、基板１９上には、信号読み出し用接続パッド５？１、５？２が用意されており、被測定試料との接続はそのパッドと２端子接続するだけであるため、セットアップが容易となる。コールドステージ３でのパッドと配線との超伝導接続でPb半田を使う必要がないため、環境に配慮した実装が可能となる。
【００２１】
上記の作製方法により、ΩオーダーとmΩオーダーと値の大きく異なる電流？電圧特性のヒステリシスを抑制するためジョセフソン接合に並列に接続される接合用シャント抵抗１７とシャント抵抗４を同時に作製することが可能となる。
【００２２】
シャント抵抗４を非超伝導材料で構成することで、被測定試料と抵抗検出素子の両方を1K以下のコールドステージに設置しても抵抗検出器として動作させることができる。被測定試料と抵抗検出素子の両方をコールドステージに設置することにより、Alボンディングワイヤでの超伝導接続が可能となり、実装が容易となる。また、被測定試料と抵抗検出素子間の不要なインダクタンス成分や抵抗成分を減らすことができるため、検出感度が向上し、抵抗値の高精度計測が可能となる。特に、シャント抵抗４をAuで構成することにより、腐食などによる劣化が少なく信頼性の高い抵抗検出素子を実現させることができる。また、Auは被抵抗が小さいため、他の材料に比べ、mΩオーダーのシャント抵抗を得るための専有面積を小さくできる。
【実施例２】
【００２３】
図３に本発明の実施例２係るＸ線計測装置の構成図を示す。このＸ線計測装置は、1K以下の温度まで冷却された超伝導体Ｘ線検出素子を用いて高分解能でＸ線を計測できる装置である。その構成は1K以下の温度まで冷却可能な冷凍機と、超伝導現象を利用しＸ線を検出する超伝導体Ｘ線検出素子と、Ｘ線照射によって生じるＸ線検出素子の抵抗変化を検出する抵抗検出手段からなる。Ｘ線検出素子の抵抗値は、Ｘ線検出素子に定電圧バイアスを印加し、Ｘ線検出素子に流れる電流を検出することにより計測される。電流検出には、入力コイルを備えたSQUIDが用いられる。
【００２４】
超伝導体Ｘ線検出素子２と抵抗検出素子５１は冷却装置１のコールドステージ３に設置される。超伝導体Ｘ線検出素子２は、Ｘ線エネルギーを抵抗変化に変換する超伝導転移端カロリメータ（以下、TESカロリメータと称する）である。TESカロリメータは超伝導転移における温度に対する急激な抵抗変化を利用したＸ線検出素子である。Ｘ線エネルギーは素子内部で熱に変換され、その温度上昇が抵抗変化として読み出される。超伝導体Ｘ線検出素子２はＸ線を熱に変換する吸収体４１、その熱量を抵抗に変化する抵抗体４２、電極配線４３、接続パッド４４で構成され、基板４９上に形成される。
【００２５】
抵抗検出素子は、被測定試料に定電圧バイアスを加えるためのシャント抵抗と、被測定試料に流れる電流を検出するための入力コイルを備えたSQUIDで構成される。抵抗検出素子５１は、基板１９上に、シャント抵抗４、ジョセフソン接合１３、SQUIDインダクタ１４、電流？電圧特性のヒステリシスを抑制するため挿入される接合用シャント抵抗１７、SQUIDループとジョセフソン接合の接合容量による共振を抑制されるため挿入されるダンピング抵抗１６、入力コイル１２、室温領域に設置されるSQUID制御回路から帰還信号を超伝導ループに磁気結合させるための帰還コイル１８が基板１９上に集積されている。SQUIDは２つのジョセフソン接合１３とSQUIDインダクタ１４で構成される超伝導ループで構成され、さらに、入力コイル１２が超伝導ループに磁気結合される。入力コイル１２に流れる電流はSQUID１１において電圧に変換される。SQUIDは室温領域に設置された制御回路に接続され、入力電流が読み出される。基板１９内において、シャント抵抗４と入力コイル１２の直列回路が形成される。その直列回路と並列に被測定試料が接続されるように、信号読み出し用接続パッド５？１、５？３が形成される。また、シャント抵抗に定電流を加えるためのバイアス電流供給パッド１０３が設けられている。さらに、制御回路接続用パッド１０２が集積されている。
【００２６】
コールドステージ３上には、室温領域にある電子回路と抵抗検出素子を接続するための室温回路接続パッド５が設置される。室温回路接続パッド５の電極部の材料には、半田付けが可能なCuあるいはAuを用いる。超伝導体Ｘ線検出素子２の接続パッド４４と抵抗検出素子５１の信号読み出し用接続パッド５？１、５？３は超音波ボンダーを用いてボンディグワイヤ６で接続される。ボンディグワイヤ６の材質には、Alが使用される。同様に、抵抗検出素子５１のバイアス電流供給パッド１０３、制御回路接続用パッド１０２と室温回路接続パッド５も、超音波ボンダーを用いてボンディグワイヤ６で接続される。
【００２７】
室温回路接続パッド５には、室温領域２１に設置された電流源２２から定電流を供給するための室温回路接続用配線３１？１が接続される。また、室温回路接続パッド５には、SQUIDと室温領域２１に設置されたSQUID制御回路２３を接続するための室温回路接続用配線３１？２が接続される。
【００２８】
本実施例に示す抵抗検出素子は抵抗検出素子はNb薄膜を基本としたNb/AlOX/Nbトンネル接合プロセスで作製される。全てのパッドはNbの上にバッファ層として厚さ30nmのAuが形成されている。抵抗材料には、非超伝導材料であるAuを用いる。シート抵抗が約0．3〜0．6Ωとなるように、Au抵抗層の膜厚を制御する。この条件で作製された接合用シャント抵抗の値は2〜4Ωとなる。極低温Ｘ線検出素子の動作抵抗Roは10mΩ〜1Ωである。シャント抵抗の値Rshuntは、Rshunt<<Roが要求されるため、Rshuntは1mΩ〜100mΩが必要となる。数Ωの接合用シャント抵抗とmΩオーダーの小さなRshuntを同一基板上に、しかも、同じレイヤーで形成するため、図３に示すようにシャント抵抗の形状は電流の流れる方向の長さlと幅wの比l/wが1/10以下となるように形成する。L/w=1/125で1．6mΩ〜3．2mΩを得ることができる。
【００２９】
本実施例では、Ｘ線検出素子としてTESカロリメータを用いているが、超伝導トンネル接合（STJ）を用いてことも可能である。室温電子回路の接続においては、超伝導接続をする必要がない。そのため、室温回路接続パッド４４には、半田付けが可能なCuあるいはAuを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例１に係る抵抗検出素子の等価回路図。
【図２】本発明の実施例１に係る抵抗検出素子の配置図。
【図３】本発明の実施例２に係るＸ線計測装置の構成図。
【図４】従来例を示す微小電流検出手段を有するＸ線計測装置の構成図。
【図５】超伝導量子干渉素子（SQUID）の等価回路図。
【符号の説明】
【００３１】
１   冷凍機
２   超伝導体Ｘ線検出素子
３   コールドステージ
４   シャント抵抗
５   室温回路接続パッド
５？１、５？２、５？３    信号読み出し用接続パッド
６   ボンディングワイヤ
７   超伝導線
１０   ＳＱＵＩＤループ
１１   超伝導量子干渉素子（SQUID）
１２   入力コイル
１３   ジョセフソン接合
１４   SQUIDインダクタ
１５？１、１５？２   信号入力用パッド
１６   ダンピング抵抗
１７   接合用シャント抵抗
１８   帰還コイル
１９   基板
２１   室温領域
２２   電流源
２３   SQUID制御回路
３１？１、３１？２   室温回路接続用配線
４１   吸収体
４２   抵抗体
４３   電極配線
４４   接続パッド
４９   基板
５１   抵抗検出素子
１０２ 制御回路接続用パッド
１０３ バイアス電流供給パッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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