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研究生： 許晉瑋
論文名稱： 高溫超導磁量計與超導耦合線圈製作及特性研究
Fabrication and Characterization of High-TC dc-SQUID Magnetometer and High-TC Superconducting Planar Coupling Coil
指導教授： 楊鴻昌
Yang, Hong-Chang
洪姮娥
Horng, Herng-Er
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 光電工程研究所
Graduate Institute of Electro-Optical Engineering
論文出版年： 2012
畢業學年度： 100
語文別： 中文
論文頁數： 36
中文關鍵詞： 超導量子干涉元件 、磁量計
英文關鍵詞： SQUID, Magnetometer
論文種類： 學術論文
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    • 本實驗將討論如何設計與製作高溫超導磁量計與超導螺線
    線圈。並利用重疊的方式使超導螺線圈與磁量計，達到最佳的耦
    合效果。
    我們使用鍍上高溫超導釔鋇銅氧的鈦酸鍶雙晶基板，利用微
    影製程與氬離子蝕刻的方式，製作量子干涉元件-磁量計，但實驗
    的過程中由於形成約瑟芬接面的薄膜太厚，導致無法量測到其
    V-Φ 關係曲線，而透過薄膜厚度修正後，磁量計的最大電壓調制
    幅度VPP 為13.8 Ｖ，而磁場雜訊在1 KHz 時約為25 μΦ0/Hz1/2。
    另外使用鍍上高溫超導釔鋇銅氧的鋁酸鑭單晶基板製作出線寬與
    線距均為100μm 的高溫超導螺線圈。
    最後使超導螺線圈重疊在磁量計的接收線圈上方做為耦合線
    圈，磁量計雜訊頻譜上升1.5 倍，但超導螺線圈與磁量計互感為同
    樣圈數銅線圈的五倍，相信此耦合方式可應用於核磁共振系統中。

    第一章 緒論..............................................................................................................4 第二章 超導量子干涉元件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2 - 1 約瑟芬元件原理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2 - 2 直流式超導量子干涉元件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 第三章 實驗樣品製作. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 3 - 1 磁量計光罩的設計. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3 3 - 2 微影製程. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 4 3 - 3 蝕刻圖形. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 3 - 4螺線圈設計與製作. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 9 第四章 實驗量測系統. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 3 4 - 1 低溫量測裝置. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 3 4 - 2 量測系統. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4 第五章 實驗結果與分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 7 5 - 1 磁量計的特性. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 7 5 - 2 磁量計的雜訊. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3 第六章 結論. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 5 參考文獻. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 6

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