SQUID 시스템 및 측정원리

목차

＊SQUID 시스템
1. 저온초전도 SQUID
2. 고온초전도 SQUID
3. 측정시스템의 구성
＊SQUID 의 종류와 측정원리
1. Magnetometer 와 Gradiometer

본문내용

＊SQUID 시스템
SQUID 를 이용한 측정시스템이 작동을 하기 위해서는 pick-up 코일을 포함한
SQUID 센서, 냉각장치, 전자구동장치, 필요시 외부자기잡음을 제거하는 차폐실 등이
필요하다. 또한 측정값들을 종합하여 자기원의 위치를 추정하기 위해서 신호처리기술,
전류원 위치추정기술 등도 필요하다. SQUID 센서의 경우 작동온도에 따라 액체헬륨(4.2
K)를 냉매로 사용하는 저온초전도 SQUID 와 액체질소(77 K)를 냉매로 사용하는
고온초전도 SQUID 로 구분되며, 특성에 따라 Dewar, SQUID 제작방법, 구동회로도
다르게 된다.
저온초전도 SQUID
1960 년대 SQUID 는 초전도 덩어리에 조그만 구멍을 뚫어 제작하는 것에서 시작하여,
덩어리에 가는 나사로 압력을 조정하여 얻는 point contact 형태로 발전하다가, 지금은
거의 모든 SQUID 가 박막을 이용하여 제작된다. 박막형 SQUID 의 재질은 주로
임계온도 9.2 K 인 Nb 을 기본물질로 이용하는 데, 핵심 구성품인 조셉슨접합은 Nb-
AlOx-Nb 터널형 접합을 이용한다. 저온초전도 SQUID 센서제작의 핵심기술은
input 코일과 SQUID 를 상호 유도적으로 잘 결합 시키는가였다. 이 문제는 1982 년
IBM 의 Ketchen 과 Jaycox 가 나선형의 input 코일과 넓은 면적의 washer SQUID 를
결합시키는 기술을 개발하여 해결되었으며, 지금은 모두 이런 형태의 SQUID 로
제작하고 있다.
Input 코일과 feed back 코일을 제작하기 위하여 PECVD(Plasma-Enhanced Chemical
Vapor Deposition)로 SiO2 절연층을 입힌 뒤 Nb 박막을 입혀서 동일한 Siwafer
기판에 원하는 형태의 코일을 제작한다. 모든 패턴닝은 반응성 이온에칭 또는
lift-off 방법으로 제작한다. 터널형 조셉슨접합은 전기용량을 가지므로 I-V 특성곡선이
이력현상을 보인다. 이를 제거하기 위하여 수 Ω의 shunt 저항을 Mo, 혹은 Pd 으로
제작하여 회로에 붙인다.

참고 자료

없음