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학위논문 상세정보

심자도 측정을 위한 고온초전도 SQUID 2차 미분기 제작 및 특성 연구 원문보기

  • 저자

    박승문

  • 학위수여기관

    高麗大學校 大學院

  • 학위구분

    국내석사

  • 학과

    응용물리학과

  • 지도교수

  • 발행년도

    2004

  • 총페이지

    iv, 44p.

  • 키워드

    심자도 고온초전도 SQUID 미분기;

  • 언어

    kor

  • 원문 URL

    http://www.riss.kr/link?id=T10042587&outLink=K  

  • 초록

    사람의 심장에서 발생하는 자장신호인 심자도는 그 크기가 약 수∼수십 pT 정도로서 이를 측정하기 위해서는 매우 민감한 자기장 감지 센서가 필요하게 된다. 현재 개발되어 지고 있는 고온 초전도 SQUID 센서의 경우 심자도 측정에 충분한 수준인 약 10-14 T 정도의 감도를 나타난다. 이는 심자도 신호를 측정하기에 충분한 감도라 할 수 있다. 그러나 우리의 생활 주변에는 환경 자기잡음들이 상시 존재하게 되어 잡음들 사이의 심장신호를 측정하기에는 어려움이 따르게 된다. 그래서 자기차폐실을 이용 환경 잡음들을 차단 시키므로 해서 미세 자장을 측정하는데 이는 시스템의 복잡함과 많은 경비가 들기 때문에 고온초전도 2차 미분기를 이용, 비 차폐환경에서도 잡음을 제거하고 미세 자장을 측정하게 되었다. 비차폐 환경에서 극미세 자기장을 검출할 수 있는 단일층 직접결합형 고온초전도 SQUID 이차 미분기를 제작하여 그 특성을 알아보았다. SQUID 미분기는 20㎜×10㎜ 크기의 STO(100) 복결정 기판위에 약 200㎚ 높이의 step-edge를 형성하고, 접합의 수율을 향상시키기 위해서 1050℃ 산소 분위기에서 8시간 동안 열처리를 하였다. YBa_(2)Cu_(3)O_(7) 단일층 박막은 펄스레이져 증착법(PLD)으로 200㎚ 증착하고 포토리소그라피와 Ar 이온 건식식각법을 이용하여 미세 형상화하였다. Baseline은 5.8㎜이고, 계단 모서리 접합폭은 3.0 ㎛, SQUID 인덕턴스는 35pH이다. 차폐 환경과 비차폐환경에서의 200㎐ 대역의 화이트 노이즈 값은 약 2배 차이를 보였고, 교정코일을 이용하여 자장의 2차 미분 값으로 환산하여 약 0.45pT/cm^(2)/㎐^(2/1), 0,84 pT/cm^(2)/Hz^(2/1) 값을 얻었다. 이 값은 비 차폐 환경에서 동작 시켰을 때 약 수십 pT 크기의 심자도 신호뿐 아니라 수 pT 겅도인 2차 Gradient를 측정하기에도 충분한 감도를 갖는 것을 알 수 있었다. 우선 심자도 신호에 비하여 큰 아날로그 손목시계의 주기적인 pick의 확인으로 센서의 동작과 위치를 확인하고, 심자도를 측정한 결과 심자도 신호의 특징인 비교적 깨끗한 QRS 복합과 T 파를 확인할 수 있었다. 본 연구에서는 비차폐 환경에서 안정적으로 동작하는 미분기를 제작하고, 차폐환경과 비차폐환경에서 노이즈 특성을 비교·확인하였다. 그리고 제작된 센서를 이용하여 심자도(MCG) 측정을 하였다.


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