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End date: 2019Subject: search.filters.subject.超導量子干涉元件

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    高溫超導磁量計與超導耦合線圈製作及特性研究
    (2012) 許晉瑋
    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。
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    低磁場核磁共振之高溫超導平面式訊號耦合線圈特性研究
    (2012) 古岳白
    我們以一個高溫的超導量子干涉元件(Superconducting quantum interference device, SQUID)為基礎的核磁共振偵測系統。作用在102μT的靜磁場，預極化磁場為420 Gauss，梯度磁場Gz=1.2 μT/m下測量去離子水與三甲基磷酸的NMR訊號，觀察其J-coupling之訊號。 在本研究中，輸入線圈(input coil)部分使用YBa2Cu3Oy (YBCO)製作平面式的超導線圈，來取代螺線管線圈，以覆蓋式的方式直接與SQUID耦合，並比較兩種耦合方式所測量的NMR訊號。
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    使用脈衝雷射沉積法在鈦酸鍶階梯式基座上製作高溫超導磁量計及其特性研究
    (2012) 高建智; Chien-Chih,KAO
    使用10 mm ×10 mm ×1 mm大小的鈦酸鍶基板，經過黃光製程使其形成階梯，階梯角度要在72度以上，之後利用脈衝雷射沉積法來鍍製釔鋇銅氧高溫超導薄膜，我們可以穩定製作出良好之高溫超導薄膜，其表面粗糙度控制在37 Å至39 Å，且臨界溫度在88 K左右，才會後續製作，經過光學微影技術及乾式蝕刻等製程來完成SQUID magnetometer的製作，之後再在配合量測儀器Mr. SQUID來檢查我們做出來的SQUID特性。 在本論文中，我們成功製作出高溫超導磁量計，樣品在液態氮溫度(約77.4K)下量測，其Vpp訊號最大時的臨界電流Ic 約在8 ~ 12 μA，常態電阻Rn約在2.5 ~ 5.5 ，我們發現階梯角度越高，其成功的Vpp訊號比其它階梯角度的Vpp訊號來的大；雜訊方面，在屏蔽下的環境，white noise可達到10 ~ 20 μΦ0/Hz1/2。
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    低磁場核磁共振系統應用於Fe304-Anti CRP之磁鬆弛研究
    (2011) 劉玠汶
    我們將預先極化技術以及超導量子干涉元件(Superconducting quantum interference device, SQUID)應用於低磁場核磁共振及核磁造影系統上。重新設計靜磁場及梯度磁場線圈，使得磁場均勻度在5×5×5 cm3內可達萬分之一，在補償一z方向梯度磁場下，10 ml水量的線寬為0.8 Hz，訊雜比為110。在磁性奈米粒子之磁鬆弛量測方面，固定MF Anti-CRP濃度下，其線寬會隨著本身樣品的溫度上升而下降。而橫向鬆弛時間(T2)之倒數隨著MF Anti-CRP濃度增加而成一線性增加關係。於核磁共振造影中，在梯度磁場33 μT/m下，解析度約為0.07公分。
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    雙晶體陣列式SQUID磁量計製作與特性研究
    (2011) 林旻宏
    我們使用 1 cm × 1 cm × 1 mm 大小的雙晶(bicrystal) 鈦酸鍶基板，利用離軸式脈衝雷射沉積法來鍍製高溫超導薄膜，材料為釔鋇銅氧，我們可以穩定製作出良好之高溫超導薄膜，臨界溫度高於 89k，這對於製作高溫超導量子干涉元件( Superconducting Quantum Interference Devices，SQUID)是很重要的因素。 在本論文中，我們成功製作出可供覆蓋式墊圈(flip-chip) 使用之雙晶式高溫超導直接耦合磁量計，我們總共設計6個 SQUID 在圖形中，其目的是要增加製作的成功率，避免因為單一個SQUID 的約瑟芬接面(Josephson junction) 失敗，而造成整個樣品的失敗。 最後我們製作出來的磁量計單個 SQUID 的 IcRn 值約為 62.5 μV～74.25 μV之間，而Vpp 值約為4 μV ～11 μV上下，而 SQUID 的有效面積大約在0.11 mm2 左右。 而在未來展望部分我們以斜面式(ramp-edge)約瑟芬接面的 SQUID 磁量計製程來做探討，設計出一組由 5 顆SQUID 所串聯而成的直接耦合式磁量計，期望能提高 SQUID 的敏感度，並廣泛應用在 MEG 和 MCG 的研究上。
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    低磁場核磁共振之研究
    (2006) 郭倖伶
    在這個研究中，我們建造了一個作用在低磁場下，以一個高溫的超導量子干涉元件(SQUID)為基礎的核磁共振偵測系統。我們結合了一個和磁化量相關的預極化場，和一個高溫超導SQUID偵測器，好增強在μT磁場下的水的核磁共振訊號。預極化場線圈，是由一對直徑為30 cm、匝數為1200圈的線圈所組成。預極化場線圈中心的場均勻度，在2×2×2 cm3的空間下可達99.9﹪，在8×8×8 cm3的空間下可達99﹪。主磁場，亦即一靜的測量場，是由一對直徑為80 cm的Hemholtz線圈所產生。在預極化場線圈的中心，也就是主磁場的場均勻度，在8×8×8 cm3的空間下可達99.8﹪。達到100 Gausses的預極化場，作用在樣品上達數秒。 我們證明和磁化量相關的預極化場，能夠增強質子的核磁共振訊號。這個SQUID核磁共振偵測系統可以在380 Hz ~ 7036 Hz工作，根據公式ω=γB0，對應於8.9 mT ~ 165 mT。在我們的系統中，所偵測的水樣品最小的量可達1 ml。
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    低磁場核磁共振梯度接收線圈應用於肝腫瘤組織檢驗
    (2014) 周彥廷
    本研究中，我們整合結合超導量子干涉元件（superconducting quantum interference device, SQUID）和預極化技術，提高低磁場核磁共振系統的量測訊雜比，並將此系統應用於肝腫瘤檢測。為了解決在非磁屏蔽環境下，測量磁場隨環境磁場漂移，而導致磁共振頻率飄移的問題，我們使用磁通閘監控環境磁場之變化，作為磁共振訊號頻率修正之參考，成功增加了訊號頻譜之訊雜比。然在量測微量樣品時，為了降低環境雜訊並避免冷卻預極化線圈的循環水的訊號被量測到。我們採用了梯度接收線圈的設計，成功消除了循環水的訊號。在1.5 高斯的主磁場、930高斯的預極化磁場之條件下，進行了微量（0.5 ~ 0.1 g）之老鼠腫瘤與正常肝組織之縱向鬆弛時間（T1）之量測，與0.5 g 老鼠肝臟腫瘤與正常組織之混合樣品之鬆弛時間檢測。驗證本研究之低場磁共振系統具臨床應用的潛力。
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    小型低場磁振造影系統之架設與特性研究
    (2013) 鄧羽珊
    　　本研究中，我們結合了預先極化技術以及超導量子干涉元件(Superconducting quantum interference device, SQUID)，開發低磁場核磁共振及核磁造影系統。此系統由主要由均勻磁場、預極化磁場、SQUID及3維造影梯度磁場所組成。為了降低環境雜訊的影響， 我們將系統置於屏蔽箱中，進而提高系統的靈敏度。在NMR量測中，經由梯度磁場補償提高系統磁場的均勻度後，10 ml水樣品的磁共振頻譜線寬可小於1 Hz，且訊雜比可達110；在磁振造影量測中我們對不同大小的水樣品進行造影，驗證本系統空間解析度可達2 mm，此系統將來可應用於生物活體使用，且系統體積小造價低，具有產業化的潛力。 關鍵字：低場核磁共振、磁振造影、預先極化、超導量子干涉元件
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    八通道高溫超導免疫分析儀研製及Tau蛋白檢測應用
    (2014) 林鳳群
    近年來超導量子干涉元件(Superconducting Quantum Interference Device, SQUID)頻繁的應用在生物醫學上。本研究使用了高溫超導量子干涉元件，研製八通道高溫超導免疫分析儀，並配合實驗室研發的生物分子標記磁性奈米粒子和超靈敏磁減量(Immuno Magnetic Reduction，IMR)免疫檢測技術。以往高溫超導免疫分析儀在檢測磁性標記的免疫測定法時，常常因為通道數不夠，單一樣品檢測就非常耗時，所以我們為提升四通道高溫超導免疫分析儀，所以進行的技術上的改進，並配合檢測Tau 蛋白磁減量，來確認八通道高溫超導免疫分析儀的可靠性。 八通道高溫超導免疫分析儀為了符合量測速率的需求，提高檢測通道，使日益增長的檢測量需求暫且得到滿足。在實驗過程中，也藉著增進四通道的效能，改變了一些器件，在Switch中我們改變了電路板的電路圖及繼電器元件，增加了量測上的彈性；也改變了線圈組的長度，將原本四通道線圈組的長度縮短二分之一，在日後如需要量產製作的時候，能夠將時間縮短很多，且空間方面也占了比較小的空間；接線方面，也將BNC接頭換成屏蔽效果較佳的鍍金SMA接頭。目前八通道高溫超導免疫分析儀成了如要量測多種樣品時最好的選擇，只需要簡易的方法配合上試劑即可得到結果，非常符合生物醫學快速簡便的要求。
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    低場磁振造影於生物組織影像之特性研究
    (2017) 陳致豪; Chen, Jhih-Hao
    摘要 本研究結合了超導量子干涉元件(Superconducting quantum interference device, SQUID )磁性量測技術，並使用預先極化技術提升磁矩的磁化率，在鋁屏蔽屋裡建造低場磁振造影系統(Low-field MRI)。為了降低地球磁場對系統的影響，設計了一對地球磁場補償線圈，用來抵銷地球磁場的垂直分量，並旋轉系統主磁場方向與地球磁場的水平分量平行，藉此方便調整主磁場的強度，最後使用三個方向的梯度線圈，使磁場均勻度提升，以及造影所需頻率、相位編碼之應用。 在磁振造影部分，藉由改變系統的共振頻率，以及梯度磁場的造影序列，我們大幅提升了訊雜比(signal-to-noise ratio, SNR)，原本的SNR由213.15提升至533.14，影像品質進而提升許多。 為了驗證低場磁振造影系統應用的可行性，我們造影出清晰的蔬果結構性影像，並藉由水果二維與三維的磁振造影，可以判斷水果損傷的確切位置。在生醫方面的應用，我們進行手臂的磁振造影，也能夠得到結構性影像；豬肉的磁振造影也能觀察到輪廓，初步驗證本研究之低場磁振造影系統，做為生物醫學應用的可行性，此外系統造價成本及維護費用低廉，極具產業化的價值與潛力。 關鍵字：低場磁振造影、超導量子干涉元件、預先極化技術