NMR 센서용 자석과 고주파 코일 기술 (Magnets and RF Surface Coils for NMR Sensor Applications)

서지정보

· 발행기관 : 한국통신학회
· 수록지 정보 : 한국통신학회논문지 / 43권 / 9호 / 1509 ~ 1516페이지
· 저자명 : 김인규, 김진태, 이명래

초록

화학, 의학, 물리, 생물 등 다양한 분야에서 활용도가 높지만 거대한 자석과 제어장치로 인해 휴대할 수 없는NMR 장치를 소형 센서로 제작하기 위한 기본 개념을 제시하고, NMR 센서 프로브의 구성 요소인 자석과 고주파코일의 전산모사와 실제 설계, 제작을 통해 기본적인 특성을 살펴보았다. Nd-Fe-B 희토류 영구 자석은 직경 3~6 mm, 높이 1~7 mm의 다양한 크기로 제작하여 크기에 따른 자기장 세기를 조사하였다. CMOS 공정을 적용한 원형의 면-코일은 Al-1%Si 금속을 증착, 패턴닝 후 400°C에서 열처리하여 제작하였으며, 선폭 10 μm, 간격 2 μm, 외경 ~0.4 mm 크기로 제작되었고, 10.47 MHz에서 8.7 Ω/mm의 높은 저항 임피던스와 낮은 Q 값 (< 1)이 측정되었다. 한편, PCB 기술로 제작한 PCB 면-코일은 선폭 100 μm 이상, 외경 약 2 mm로 제작되었고, 10.27 MHz 에서 1 Ω 이하의 낮은 저항 임피던스와 4.85±0.18의 Q 값을 갖는 것으로 평가되었다.

영어초록

The basic concept for making NMR sensors which are highly utilizable in various fields such as chemistry, medicine, physics, and biology is presented and key components of the NMR sensor, ie. magnets and surface coils were investigated through computer simulation and characterized after being fabricated. The Nd rare-earth permanent magnets were fabricated in various sizes and characterized ranging from 3 to 6 mm in diameter and 1 to 7 mm in height. Using CMOS process, the circular spiral surface-coils were fabricated by depositing Al-1%Si metal and being annealed at 400 °C. The line width, gap, and outer diameter were designed to be 10 μm, 2 μm and 0.4 mm, respectively. A high resistive impedance of 8.7 Ω/mm and a low Q value less than 1 at 10.47 MHz were measured. On the other hand, the PCB surface coils with a line width of 100 μm and 150 μm and an outer diameter of about 2 mm show a low resistive impedance of less than 1 Ω, and a high Q value of 4.85 ± 0.18 at 10.27 MHz.

참고자료

· 없음