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研究生：	張育綸
論文名稱：	高溫超導梯度計交流磁化儀之開發暨生物分子檢測應用研究 Development of High-Tc SQUID Gradiometer in Alternating Current Magnetic and biomolecular detection applied System
指導教授：	楊鴻昌 Yang, Hong-Chang 廖書賢 Liao, Shu-Hsien
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：	2014
畢業學年度：	102
語文別：	中文
論文頁數：	67
中文關鍵詞：	高溫超導梯度計、交流磁化率、SQUID 、CRP
論文種類：	學術論文
相關次數：	點閱：158 下載：2
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本實驗主要是要架設是交流磁化率並結合SQUID的χac量測系統以及抗雜訊能力高的梯度計。此一階梯度計SQUID的製作是以超導耦合線圈為主，利用超導薄膜設計的線圈架構，再梯度計的兩邊超導耦合線圈，一邊的超導耦合線圈當SQUID的Magnetic flux，另一邊是當input coil結合χac系統接收訊號，量測C-反應蛋白不同濃度的飽和磁化率變化。

目前已成功製作出一階梯度計SQUID，單顆最佳為Ic = 10 μA，Vpp = 22 μV，串聯後最佳化可得Ic = 22 μA，Vpp = 51 μV，則串連起來後屏蔽屋外(內)之量測磁通雜訊約為31μΦ0/Hz1/2(內)、32μΦ0/Hz1/2 (外)，發現梯度計在無屏蔽下之雜訊無影響，也順利的建置完成系統，量測CRP-10 ppm、5 ppm、2 ppm、1 ppm、0.5 ppm不同濃度的相位變化。

口試委員會審定書 …………………………………………………… i
致謝…………………………………………………………………… ii
中文摘要………………………………………………………………  iii
目錄…………………………………………………………………… iv
圖目錄………………………………………………………………   vii
表目錄………………………………………………………………… xi
第一章 緒論
  1-1 前言  …………………………………………………………  1
  1-2 超導特性………………………………………………………  1
  1-3 研究背景………………………………………………………  3
  1-4 研究動機………………………………………………………  4
第二章 原理
  2-1約瑟芬元件原理 (Josephson junction) ………………………   5
  2-1-2 直流式超導量子干涉元件  ………………………………   8
  2-2交流磁化率(AC susceptibility)量測原理 ……………………  14
第三章  實驗方法與儀器
 3-1 樣品備製………………………………………………………  16
 3-2 鍍膜系統………………………………………………………  17
   3-2-1脈衝雷射沉積法(Pulsed Laser Deposition) 原理 ………  18
   3-2-2雷射鍍膜系統 ……………………………………………  19
   3-2-3雷射鍍膜條件 ……………………………………………  20
   3-3 黃光製程(photolithography)與蝕刻(Etching)  ……………  22
3-4 量測分析儀器…………………………………………………… 26
  3-4-1  XRD(X-ray 晶格繞射儀)  ……………………………… 26
  3-4-2  AFM(原子力顯微鏡)  …………………………………… 27
  3-4-3電性量測系統(電阻-溫度量測系統)   …………………… 29
  3-4-4 低溫量測裝置  …………………………………………… 30
  3-4-5 超導量子干涉元件低溫量測系統  ……………………… 30
  3-4-6 交流磁化率系統(χac)架構   ……………………………… 33
  3-4-6 線圈組架構  ………………………………………………  35
第四章 結果與討論
4-1 YBa2Cu3O7薄膜特性分析 ……………………………………… 37
   4-1-1 薄膜結構與電阻-溫度量測 ……………………………… 37
   4-1-2 薄膜表面與晶格常數 …………………………………… 42
4-2 一階梯度計光罩設計  ………………………………………… 45
   4-2-1 一階梯度圖型設計 ……………………………………… 45
   4-2-2 一階梯度bare SQUID設計  ……………………………  46
   4-2-3超導耦合線圈的設計 ……………………………………  48
4-3  SQUID的I-V 與V-Φ及雜訊量測 …………………………  49
   4-3-1 一階梯度計 A  …………………………………………  49
   4-3-2 一階梯度計B   …………………………………………  51
   4-3-3 一階梯度計 C  …………………………………………  53
   4-3-4 一階梯度計 D  …………………………………………   55
4-4超導χac
   4-4-1  SQUID在屏蔽屋內之SNR值 …………………………  60
   4-4-2  超導χac量測不同濃度CRP變化 ………………………  62
第五章 結論…………………………………………………………  65
參考文獻 ……………………………………………………………… 66
                                

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