[发明专利]微小电流检测装置

说明书

本发明解决了以下课题：现有的磁传感器由于存在灵敏度的极限，对于微小电流、例如nA级别的泄漏电流，存在着无法检测的问题。另外，在现有的检测方法中，通过所施加的交流电流在电极之间产生广泛分布的磁场，结果，泄漏电流所引起的磁场变动不能清楚的看到。本发明提供一种微小电流检测装置，其具备：含有NVC的磁传感器以及向量势装置，即能够检测微小的泄漏电流又能够提高作为磁传感器的灵敏度。

技术领域

本发明涉及一种微小电流检测装置。

背景技术

近年来，对于含有氮晶格空位中心(NVC：Nitrogen Vacancy Center)的结构，其在磁传感器技术领域上的应用得以注目。

在通常情况下，基态的电子被绿光激发之后，在返回基态时产生红光。另一方面，例如金刚石结构之中的氮原子和晶格空位中心(NVC：Nitrogen Vacancy Center)中的电子，通过2.87GHz程度的高频磁场的照射，从基态之中三个次能级中最低等级(m_s＝0)，跃迁至基态中的比其高能量轨道的等级(m_s＝±1)。该状态的电子若被绿光激发，因为在无辐射的情况下返回基态之中三个次能级中的最低等级(m_s＝0)，则发光量将减少，通过检测该光能够知道通过高频磁场是否发生了磁共振。

在一个测定系统之中，在金刚石样品的下方设置环缝式谐振器(Split RingResonator)或线圈式天线或线丝式天线，从该谐振器向样品照射2.87GHz程度的微波区域的高频磁场，进行高频磁场和激发光的扫描，并通过检测装置检测来自电子的红光的减少量，以此获得处于上述金刚石结构附近的细胞的信息(例如参照非专利文献1)。

另外，在电池技术领域之中，特别是对于汽车和民用领域中广泛使用的锂电池等电池，由于电极的剥离或严酷的使用环境，能够预想有电极之间漏电或短路的情况。为了随时监视像这样的情况，例如开发了不需破坏电池、而利用磁传感器检测泄漏电流的装置。

专利文献1：日本特开2016-090581号公报

非专利文献1：Kento Sasaki,et.al.,“Broadband,large-area microwaveantenna for optically-detected magnetic resonance of nitrogen-vacancy centersin diamode”REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS 87,053904(2016)

发明内容

但是，对于利用在上述情况的磁传感器，由于存在灵敏度的极限，对于微小电流、例如nA级别的泄漏电流，存在着无法检测的问题。

另外，NVC等的磁传感器的灵敏度，由于1/f噪声的影响，在高频域具有高灵敏度，这已是公众所知的，为了更有效地提高测定灵敏度，在被测定场所进行AC的调制是有效的。

另外，如图4所示，在从电源130将交流电流供给到电极150的情况下，通过设置在电极150上方的磁检测元件120，虽然能够检测出电极150之间的泄漏电流，但从图5模拟的结果可以知道下述内容：由于通过该交流电流在电极150之间产生广泛分布的磁场，结果，泄漏电流所引起的磁场变动不能清楚的看到。换句话说，对于nA级别的泄漏电流，现有的检测方法在提高灵敏度方面存在着极限。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的是提供一种利用具有氮晶格空位中心的结构而能够提高检测灵敏度的微小电流检测装置。

本发明所涉及的微小电流检测装置，具备：含有NVC的磁传感器；以及向量势装置。

根据本发明，能够获得一种既能够检测微小的泄漏电流又能够提高作为磁传感器的灵敏度的微小电流检测装置。

附图说明