KR19990082262A - 실온의 물체의 물리적 성질들에 대한 현미경적 영상화 장치 - Google Patents

실온의 물체의 물리적 성질들에 대한 현미경적 영상화 장치 Download PDF

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네오세라, 인코포레이티드
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Abstract

듀어의 진공공간(18)의 외벽안에 위치된 얇고 단단한 투명 기판 또는 윈도우(28)와, 상기 진공공간 내에서 상기 윈도우(28)와 매우 가까운 거리를 두고 위치도니 크라이오젠 센서(72)를 포함하는, 물체의 물리적 성질들을 현미경적으로 검사하는 크라이오젠 장치에 관한 것이다. 이 구성에 의해 측정할 샘플을 실온 또는 그보다 높은 상기 진공공간의 외부에 위치시키고, 상기 크라이오젠 센서가 샘플(910의 표면을 따라 스캐닝되면서 상기 크라이오젠 센서의 출력을 모니터링 함에 의해 상기 샘플(91)의 물리적 특성들을 현미경적으로 검사할 수 있다.

Description

실온의 물체의 물리적 성질들에 대한 현미경적 영상화 장치
최근, 마이크로 전자회로 및 전기공학 분야에서의 진보된 관련 기술의 출현에 따라, 물질이나 장치들의 전기 및 자기적 성질들을 비침투적으로(non-invasively) 측정하는 것이 더욱 필요하게 되었다. 그러나, 높은 공간 해상도와 감도를 갖는 자기적 영상 처리는 실행 불가능하였으며, 낮은 감도 또는 낮은 공간 해상도를 갖는 측정으로는 세밀한 전기적 성질들을 분석할 수 없었다.
반도체/마이크로 전자기술의 테스트 분야에 있어서, 전류의 흐름을 측정하고 반도체/마이크로 전자기술의 장치들과 이와 관련된 전류 통로들의 동작과 관련되는 데이타를 영상화할 필요가 있다.
생물학 분야의 자기 공명 영상장치의 출현에 따라, 생물학적 및 생화학적 대상물들에 대하여 새로운 발견이 많이 이루어져 왔다. 불행하게도, 이 분야에 적용되는 현재의 기술들로는 저주파수대에서 피코테슬라(T: 자속밀도의 단위) 범위의 매우 민감한 판독이 곤란하거나, 고주파수대에서 양호한 공간 해상도를 얻을 수가 없었다.
몇 μm 또는 이보다 작은 척도로 자계를 영상화하기 위하여 많은 기술들이 개발되었다. 이들 기술들은 장식 기술들, 자기저항 또는 홀(Hall) 프로브 센서들, 자기 광학적 박막들, 자력의 현미경적 검사, 그리고 전자빔 간섭계를 포함한다. 이와 같은 기술들은 그 성공도가 제한되며, 자계나 자기 플럭스 라인들에 대한 영상화에 있어서 높은 해상도와 감도를 제공하지 못하였다.
또한, 초전도 양자 간섭장치(superconducting quantum interference devices : SQUIDs)를 이용하는 서셉턴스계(susceptometer)와 자력계(magnetometer)들이 제안되었다. 이와 같은 기존의 SQUID 시스템들이 높은 자계 해상도를 제공하기 위하여 개발되었으나, 이들을 현미경적 영상화 장치 내에 구현하는 것은 불가능하였다. SQUID를 이용하는 종래의 자기적 영상장치들은 현미경적으로 분석되는 영상에 대하여는 부적합한데, 이것은 mm 또는 그보다 큰 척도의 공간 해상도를 갖기 때문이다. 이와 같은 장치들은 또한 측정할 샘플을 진공상태에 놓아야만 한다. 액체나 생물학적 표본들과 같은 샘플들은 이와 같은 진공상태에 놓아두기가 곤란하다. 따라서, 낮은 공간 해상도를 갖는 기존의 SQUID 영상장치들은, 최근에 관심이 촛점이 되고 있는 생체자기원(biomagnetism source)의 측정이 실제적으로 불가능하다.
참고 자료로서 여기에 기재된, Wellstood 등이 출원한 미국 특허출원 제08/061,102호 "작은 전류 및 자계에서의 현미경적 공간 변화를 영상화하기 위한 방법 및 장치"는 증가된 공간 해상도와 자계감도로서 전술한 모든 측정들을 할 수 있는 장치를 개시하고 있다. 그러나, 이 장치 역시 듀어(dewar) 안에 측정할 샘플을 넣어야 하며, 이에 따라 샘플이 저온용액 또는 진공상태에 노출될 때 파괴될 수도 있다. 이 샘플이 진공상태 또는 극저온상태를 견딜 수 있다고 하더라도, 영상화를 위해 샘플을 진공공간에 넣는 작업은 시간이 많이 소요되며 번거롭다. 또 다른 단점은 영상화하기 위한 샘플의 크기가 제한된다는 점이다.
본 발명은 진공공간 내에 수용된 크라이오젠 센서(cryogenic sensor)를 포함하며, 진공 공간의 외부에 위치한 실온의 물체의 물리적 성질(physical property)들을 현미경적으로 검사(microscopy)하는 장치에 관한 것이다.
도 1a는 본 발명의 장치의 개략적인 구조도.
도 1b는 듀어의 진공공간 내에 구비된 크라이오젠 센서와 듀어의 외벽에 구비된 얇고 투명한 윈도우를 포함하는, 본 발명의 장치의 구체적인 특징들을 도시한 구조도.
도 2는 도 1b의 장치의 부분 확대 평면도.
도 3a 및 3b는 SQUID 장치를 도시한 개략도.
도 4a 내지 4c는 본 발명에 사용된 크라이오젠 측정장치의 일예로서, SQUID와 사파이어 포인트 저온 핑거의 제조 단계를 순차적으로 도시한 도면.
도 5는 측정할 샘플을 놓는 스테이지와 이 스테이지를 이동시키는 메카니즘의 평면도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 구성 블록도.
도 7은 제어 프로그램에 사용되는 스캐닝 패턴을 도시한 도면으로서, 실선 부분은 스캐닝시 샘플에 대한 SQUID의 이동 경로를 나타낸 도면.
도 8은 데이타 세트의 계층 포맷을 나타낸 도면.
도 9a는 100달라 지폐의 초상화 주위에 형성된 미세한 잉크 패턴의 현미경적 인쇄도.
도 9b는 -500nT(흑)에서 500nT(백)까지의 범위의 자계에서의 자기적 영상을 나타낸 도면.
도 10은 50μm의 공간 해상도를 나타내는, 도 9b에 도시된 자기적 영상의 수직 슬라이스를 나타낸 도면.
도 11은 도선상에 흐르는 전류(100μA)를 나타내는 화살표가 있는 인쇄회로기판을 나타낸 도면.
도 12는 도 11의 인쇄회로기판에서의 전류흐름에 대한 정자계 영상을 나타낸 도면.
도 13은 랩-조인트 샘플의 49KHz 와전류의 영상을 나타낸 도면.
도 14a는 도전체 내의 부표면 균열 부분들의 와전류 검출을 위해 사용되는 구동 코일의 배치를 나타낸 도면.
도 14b는 도 14a의 측면도.
도 15는 400MHz 교류가 흐르는, 미앤더 패턴으로 절곡된 와이어를 도시한 도면.
도 16은 도 15의 미앤더 와이어에 흐르는 400MHz 전류의 무선주파 영상을 나타낸 도면.
본 발명의 목적은, 예를 들어 전기적 및 자기적 성질들과 같은 물리적 성질들을 편리하게 측정하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 샘플을 파괴시키지 않고 샘플의 현미경적인 물리적 성질들을 측정하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 기존의 장치들에 의해 측정되는 물체보다 크게 물체의 자기적 및 전기적 영상화를 가능하게 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 실온의 샘플들인 물리적 대상물에 대하여 현미경적으로 공간 해상도를 높인 영상들을 생성하는 것이다.
본 발명의 이와 같은 목적과 다른 목적들은, 듀어의 진공공간의 외벽 안에 얇고 단단한 투명기판 또는 윈도우를 구비하고, 상기 진공공간 내에 있으며 상기 윈도우에 매우 근접한 거리에 위치한 크라이오젠 센서를 구비함에 의해 달성된다. 이와 같은 구성에 의해 측정할 샘플을 실온 또는 그보다 높은 온도를 갖는, 진공공간의 외부에 둔 상태에서 크라이오젠 센서가 샘플의 표면을 따라 스캐닝되면서 이 크라이오젠 센서의 출력을 모니터링하므로서 샘플의 물리적 성질들을 현미경적으로 검사할 수 있다.
도 6에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 본 발명의 장치는 듀어, 크라이오젠 센서, 스테이지(stage), 컴퓨터 및 관련 소프트웨어, 그리고 스테이지를 동작시키기 위하여 스테이지에 연결된 전기적 연결부로 구성된다.
도 1에 도시된 본 발명의 장치의 요부는 10-5토르(Torr)의 진공압이 유지되고 크라이오젠 센서가 들어 있는 진공공간과, 약 20리터의 저온 액체가 들어 있는 저온 공간을 구비한 듀어 어셈블리(15)를 포함한다.
특히, 도 1에 도시된 듀어(15)는 액체질소(17)를 수용하기 위한 저온체 수용부(16)와 상기 저온체를 실온으로부터 열적 절연시키는 진공공간(18)을 구비한 상용의 스테인레스 강 액체질소 듀어이다. 이 듀어는 상용 듀어의 초절연부(20)가 제거되고 외벽 또는 하우징(24)을 포함하는 어셈블리(22)로 대체되는데, 이 어셈블리는 진공상태를 유지하기 위하여 듀어의 진공공간의 외부 경계를 설정해 준다. 하우징(24)은 원래의 듀어에 용접된다. 이 하우징(24)은 그 중앙에 원형 개구(27)가 있고, 이 개구(27)로부터 방사상으로 위치되며, 그 상단에 원형 채널(49)이 있는 환상(環狀)판(26); 이 환상판에서 일정거리를 두고 아랫쪽에 위치된 투명하고 얇은 기판 또는 윈도우(28); 금속 벨로즈(29), 연결 구조물(30), 플라스틱 플랜지(ULTEM, 나일론 성분)(31), 그리고 유리 슬라이드 윈도우 지지부(32)를 포함하며, 이들은 모두 환상판(26)과 윈도우(28) 사이의 거리를 유지시키기 위한 구조물들이다(도 2참조).
상기 듀어(15)는 또한 브레이싱 어셈블리(40)를 포함한다. 이 브레이싱 어셈블리(40)는 서로 삼각형태를 이루도록 배열된 3개의 푸터(footer)(41)와, 원형의 외부 플랜지(44)와 원형의 내부 플랜지(46)를 구비한 그로밋(grommet)(43)으로 구성된다. 이 푸터(41)들의 하단부는 채널(49)안에 밀착된 링(15)에 볼트로 체결된다. 링(45)과 채널(49)은 링(45) 주위에 묶여진 나일론 강모(42)에 의해 양호한 기계적 접촉이 이루어지게 된다. 이와 같은 구조는 일반적으로 77°K로 유지되는 브레이싱 어셈블리(40)와, 실온의 환상판(26) 및 윈도우(28) 사이에 미약한 열적 접촉이 이루어지게 한다. 이 환상판(26)으로부터 약 1인치 간격을 두고 평행하게 위치된 브레이싱 디스크 또는 판(47)은 너트에 의해 상보적으로 체결된 푸터들을 수용하기 위한 3개의 구멍(48)을 구비하고 있다. 이 판(47)은 외부 플랜지(44)의 그로밋에 볼트로 연결된다.
도 1에 도시된 환상판(26)은 또한, 도시한 바와 같이 위치된 조정 스크류(63)에 의해 나선 로드(60)를 경유하여 수평조정 환상 디스크(62)에 연결된다. 이 로드(60)상의 수직 조정 너트(64)는 환상판의 양측에 위치되어, SQUID(72)에 대한 윈도우(28)의 미세한 이동을 가능하게 한다.
본 발명의 다른 실시예로서의 듀어(15)는, 스테인레스 강 벨로즈(52), 동 또는 황동관(54), 그리고 연전도성 기판(56)을 포함하는 크라이오젠 송출 시스템(50)이다. 상기 스테인레스 강 벨로즈(52)는 그 제1단부가 듀어(15)의 저온체 수용부(16)에 밀봉되어 서로 교통상태로 된다. 이 스테인레스 강 벨로즈(52)의 제2단부는 진공공간(18)내에 위치되며, 그로밋(43)의 환상 내부 공간과 교통 상태로 된다. 상기 벨로즈(52)의 제2단부는 그로밋의 내부 플랜지(46)의 상단에 안착된다. 이와 같은 어셈블리의 목적은 크라이오젠 센서인 SQUID(72)를 듀어에 단단히 고정시키고 듀어의 벽(16)의 열수축 효과를 최소화시킴과 함께 이 SQUID를 그 동작온도까지 냉각시키는 것이다.
상기 동관(54)의 제1단부는 그로밋(43)의 바닥 내부의 환상공간에 수납되고, 그로밋의 내부 플랜지(46)의 바닥에 납땜으로 연결되며, 그로밋의 환상공간과 교통상태로 된다. 상기 동관(54)은 진공공간(18)을 통해, 그리고 환상판(26) 내의 개구(27)를 통해 뻗어있다. 로드형태의 열전도성 기판(56)의 일단은 동관(54)의 제2단부 내에 위치되며, 에폭시로 고정된다. 이 로드형태의 기판의 제2단부는 무딘 단부 포인트(end point) 형태로 제조되는데, 이 제2단부로부터 조정로드(60)와 너트(64)에 의해 조정되는 소정 거리내에, 바람직하게는, 윈도우(28)로부터 수 마이크론 범위 내에 위치되도록 센서(72)가 고정된다. 특히, 센서(72)와 윈도우(28) 사이의 거리는 2-3mm 정도로 되거나, 또는 이들이 서로 접촉될 때 이들 사이에는 간격이 없게 된다. 이와 같은 구조에 의해 센서와 실온의 샘플 사이에 미세한 분리가 이루어짐과 함께 센서의 온도를 77°K로 유지시킬 수 있게 된다.
실온에게 스테인레스 강 벨로즈(52)는 브레이싱 어셈블리(40)에 힘을 가하게 되며, 이에 따라 브레이싱 어셈블리(40)가 환상 링(26)과 양호한 기계적 접촉상태에 있도록 유지시켜 준다. 저온 액체가 듀어에 유입되어 스테인레스 강 벨르즈(52)와 동관(54)을 통과하게 되면, 듀어(16)는 수축하지만, 벨로즈(52)가 늘어나기 때문에 그 단부지점의 위치는 변하지 않게 된다. 동관(54) 역시 수축하지만, 이와 같은 수축 이동은 푸터(41)의 수축에 상반되며, 이에 따라 푸터가 판(47)과 동 그로밋(43)의 연결부를 통해 저온 액체와 열교환되도록 접촉된다.
아연과 구리, 황동, 스테인레스 강과 같은 다른 금속으로 푸터를 형성하고 이들 금속들의 물리적인 팽창 및 수축 특성들을 감안하므로서, 듀어의 냉각 또는 가온시 사파이어 로드와 크라이오젠 센서가 전혀 이동하지 않거나 또는 매우 작게 이동하도록 상기 부품들의 열 팽창 및 수축이 이루어질 수 있다. 수직 방향으로의 상기 사파이어 로드의 이동에 대한 수정은 수동으로, 즉, 수직 조정너트(64)를 조정함에 의해 이루어질 수 있다. 하부 벨로즈(29)는 이와 같은 이동을 가능하게 한다.
상기와 같이 본 발명은 크라이오젠 센서를 마이크론 단위의 거리까지 듀어의 외부에 위치한 실온의 물체 또는 샘플로 접근시켜서 이 샘플을 현미경적으로 영상화한다. 이에 따라 본 발명의 장치는 기존의 스캐닝 SQUID 검사장치에 사용된 스테이지와 비교하여 구성이 매우 간단하며, 듀어의 외부에 위치된 스캐닝 샘플 스테이지(90)를 포함한다. 이와 같은 스테이지들은 열 수축에 대한 정밀 공학과 극저온에서의 윤활성의 결여를 극복하기 위한 주의깊은 설계가 요구되었다. 온도에 관한 장점을 갖고 있지만, 본 발명에 사용된 스캐닝 스테이지에서의 요구사항들도 예를 들어 미국 특허출원 제 08/061,102호에 개시된 스테이지와 유사하다. 특히, 그 메카니즘은 1μM의 위치 선정의 정확도가 요구되고, 바람직하게는 비자성 및 비금속성이어야 하며, 모터로 구동되는 것이 좋다. 이 스테이지(90)는 x-y 방향으로 이동 가능함과 함께, 본 발명의 윈도우로 샘플을 들어올리거나 내리기 위하여, 그리고 샘플의 삽입을 용이하게 하기 위하여, 수직 방향으로도 이동 가능해야 한다. 표준 고아학적 검사장치에 사용되는 높이 조정 메카니즘과 유사한 수직 변환 스테이지가 사용될 수 있다. 이 수직 변화 스테이지는 스테이지 위의 샘플(91)(도 2참조)과 윈도우(28)사이에서 2인치∼수μm의 거리를 두고 x-y 스캐닝 스테이지의 위 또는 아래에 설치될 수 있다. 실제로, 샘플이 윈도우에 접촉될 수도 있다. 본 발명에 사용된 스테이지(90)의 수직변환부는 시판되고 있으며, 부품번호 J3608로서 Edmund Scientific Co.로부터 구매하였다. 이것은 금속 스테이지이지만, 스테이지의 금속으로부터 크라이오젠 센서로의 원하지 않는 자기적 간섭을 방지하기 위하여 1인치 두께의 플렉시 유리 애자 또는 스페이서가 샘플과 스테이지(90) 사이에 놓여진다. 또한, 벌크 자기 테이프 소거기를 사용하여 스테이지(90)내의 강철 성분을 소자시킴에 의해 잉여자화(residual magnetization)를 얼마간 제거시킬 수 있었다.
스테이지(90)와 스테이지(90)의 x, y축을 구동하는 스테퍼 모터(92)가 도 5에 도시되어 있다.
스캐닝 처리를 자동화하기 위하여, 모터(92)가 스캐닝 x-y 스테이지로 구동하는데 사용된다. 불행하게도, SQUID와 모터(92)사이에 자기 차폐물이 없기 때문에 모터에 의해 발생된 자계가 SQUID로 쉽게 유입된다. 따라서, 도 5의 점선으로 나타낸 바와 같이 모터를 SQUID로부터 가능한 한 멀리 떨어지도록(약 50cm) 설치하고, 이 모터를 1.5mm 두께의 알루미늄 박스(94)와 같은 와전류 자기 차폐물로 덮는 것이 중요한데, 이에 따라 약 1KHz이상의 자기 차폐효과를 얻을 수 있다. 모터(92)는 측미계(95), 샤프트(96)(x축), 스플라인(97), 그리고 10:1 감속 기어박스(99)를 통해 직각 커플러(98)(y축)에 기계적으로 연결된다. 이와 같은 설계는 단순히 샤프트(96)를 연장시킴에 의해 모터와 스테이지를 분리 가능하게 한다. 자기적인 잡음이 발생하는 단점이 있지만, 위치 설정에 우수한 정확성을 제공하기 때문에 스테퍼 모터와 마이크로 스텝 구동장치가 널리 사용되고 있다.
모터를 구동시키기 위한 제어 소프트웨어와 주변장치를 구비한 CPU가 도 6의 블록도에 도시되어 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 열전도성 기판(56)은 1인치의 기장과 0.25인치의 직경을 갖는 사파이어 로드이다. 사파이어는 저온에서 큰 열전도성(77°K에서 약 10Wcm-1deg-1)을 갖는다. 기판(56)은 본 발명의 실시예에서 SQUID칩(72)(도 3a 및 3b 참조)인 크라이오젠 센서(70)을 지지한다.
SQUID칩(72)은 펄스 층 증착을 사용하여 500μm 두께와 10mm×10mm의 넓이를 갖는 SrTiO324°양방향 크리스탈 기판에 증착되는, 기존의 200mm 두께의 YBa2Cu3O7층으로 이루어진다. 예를 들어, R.Gross외의 "저잡음 YBa2Cu3O7-입자경계접합 dc SQUID, "Appl. Phys. Lett. Vol57, P.727(1990)를 참조할 수 있다. 도 3a에서와 같이, SQUID센서(70)는 약 20μm크기의 내부구멍과 60μm의 외부크기를 갖는 정 4각형의 워셔 형태를 갖는다. 이 구조는 대략 1.33×10-9m2의 유효 자기적 픽업 영역을 제공한다. 금 접점편(77)이 칩상에 증착된다.
상기 SQUID는 작기 때문에 다루기가 어렵다. 이와 같이 작은 칩은 도 4a내지 4c에 도시된 바와 같이 특별한 설치작업이 요구된다. 작업 SQUID가 SrTiO3칩상에서 얻어지면, 센서의 칩쪽 부분은 STYCAST 2850FT 에폭시를 이용하여 1인치의 기장과 0.25인치의 직경을 갖는 사파이어 로드의 일단에 에폭시 처리되어, 도 4a에서와 같은 구조로 형성된다. 충분한 접착이 이루어지도록 이 구조물들의 양쪽면들이 식각된다. 이 SrTiO3에폭시 사파이어는 일단에 800μm의 다이아몬드 팁이 남아 있는 다이아몬드-그릿 연마휘일을 이용하여 연마된다(도 4b참조). 노출된 단부들을 덮기 위하여 에폭시가 추가적으로 사용될 수 있다. 이 팁은 적어도 하나의 SQUID와 금 접점들을 포함하는 SrTiO3의 디스크로 구성된다. 전기접점을 이 칩의 표면에 접촉시키기 위하여, 약 200mm 두께의 3개의 은 접점들(78)이 칩의 단부와 사파이어 로드의 측면 아래에 증착된다(도 4c참조).
잘 알려진 바와 같이 SQUID는 부궤환 루프나 플럭스 동기 루프 내에서 동작된다.
플럭스 동기 루프를 유지하거나 또는 다른 영상장치에 필요한 자기 플럭스를 인가시키기 위해 독출된 자기 플럭스를 SQUID로 공급하기 위하여, 도 2에 도시한 바와 같이 3회 권선된 코일(80)이 사파이어 로드를 감고 있다. SQUID 루프와 코일사이에서 약 0.24pH의 상호 인덕턴스가 측정되었다. 기존의 사진석판 인쇄기술을 사용하여 전자 스쿼드 출력 궤환 코일(80)을 직접 SQUID 상에 형성함에 의해 상호 인덕턴스가 증가될 수 있다.
도 1에 도시한 바와같이, 샘플에 자계를 인가시키기 위한 필드코일(82)은 사파이어 로드의 수직축에 직각을 이루는 직경을 가지며, 도 6에 도시한 바와 같이 전기 측정 또는 제어 장치에 권취된다.
상기와 같이, 윈도우(28)는 듀어(15)의 외부인 대기증에 있는 샘플(91)로 부터 진공공간(18) 내에 있는 SQUID 칩(72)을 분리시키도록 설계된다. 50μm의 공간 해상도로서 물리적 성질들의 영상을 얻기 위하여, SQUID와 샘플의 분리상태는 크지 않아야하며, 50μm 이내이어야 한다. 더욱 양호한 공간 해상도를 얻기 위하여, SQUID는 더욱 작아야 하며, 샘플에 더욱 근접해야 한다. 이와 같은 결과를 얻기 위해서, 윈도우(28)는 얇아야 함과 동시에 SQUID 칩을 수용할 만큼 넓어야 하는데, 이 SQUID 칩은 윈도우로부터 수μm 이내에 위치되어야 한다. 이 윈도우의 최소폭은 로드(56)의 무딘 단부 포인트의 폭에 의존한다. 또한, 윈도우(28)는 대기압 하에서 휘어지지 않도록 단단해야 한다. 즉, 윈도우는 1기압 하에서 그 두께보다 적게 휘어지게 되는데, 이와 같은 윈도우의 휨은 필연적으로 SQUID와 평편한 샘플 사이의 분리상태를 심화시킬 것이다. 이 윈도우는 또한 진공상태를 유지하여야 하며, SQUID와 간섭을 일으키거나 또는 샘플과 반응하지 않도록 불활성이고, 비전도성이며, 비자성이어야 한다. 또한, SQUID 샘플이 윈도우와 접촉될 수 있기 때문에, 이 윈도우는 내구성이 좋고, 샘플과의 반복적인 접촉에 견딜 수 있어야 한다. 끝으로, 상기 윈도우는 샘플을 스캐닝하기 전에 윈도우 SQUID와 샘플을 정렬하기 쉽도록 인간의 눈에 투명한 것이 바람직하다(또는, 적당한 영상 시스템으로 볼 수 있는 적외선 또는 UV선을 투과시킬 수 있는 것도 가능하다).
약 70GPa∼670GPa의 Young율을 갖는 투명물질이 발견되었다. 바람직하게는, 이 투명물질은 투명하고 약 50×106psi의 Young율을 갖는 단결정 사파이어(Al2O3)이다.
윈도우로서 적합한 물질로는 플라스틱, 다이아몬드, 금속필름, MgO, SiN, LaAlO3및 이들의 혼합물이 있다. 또한, 상기한 바와 같이, 이와 같은 물질들은 투명해야 한다. 이 윈도우(28)는 실리콘 탄화물 기구를 사용하여 1.25mm 두께의 유리 슬라이드(32)내에 원추형 구멍을 뚫은 윈도우 프레임을 형성하여 만들어지게 된다. 이 구멍의 직경은 샘플쪽이 직경 1mm이고, SQUID쪽이 3mm로 된다(도 2참조). 이 윈도우 프레임은 에폭시, 유리, 사파이어, 다이아몬드 등의 단단한 물질로 만들어 질 수 있다.
이후에, 25μm의 두께와 1cm×1cm의 넓이의 단결정 사파이어(30)가 다음의 공정에 따라 유리 샘플쪽의 슬라이드(32)에 에폭시되어 1mm직경과 25μm 두께의 윈도우(28)를 형성하게 된다. 이와 같이 작은 윈도우가 얻어진 후에, 왁스가 칠해지고, 작은 유리홀더에 부착된다. 그다음에, 홀더에 계속 왁스가 칠해지면서 상기 윈도우가 윈도우 프레임(32)에 에폭시 처리된다. 에폭시가 굳어지면, 전체 어셈블리를 물에 넣고 가열하여 왁스를 녹임으로서 유리홀더를 제거시키게 된다. 물은 일시적으로 에폭시를 연화시키기 때문에 물에서의 가열시간은 최소한으로 유지시켜야 한다. 유리 슬라이드의 나머지 쪽은 플라스틱 플랜지(31)에 에폭시되고(도 2참조), 도 1 및 2에서와 같이 연결 구조물(30)을 통해 듀어 어셈블리에 설치된다.
영상화를 위한 현미경적 검사를 설정할 때, SQUID에 대한 윈도우의 정렬은 엄격하다. 이와 같은 정렬은 얇은 사파이어 윈도우를 통해 SQUID를 직접 볼 수 있도록 광학 현미경과 거울을 사용하여 이루어진다. 개략적인 방법은 윈도우가 SQUID에 닿을 때까지 너트(64)와 스크류(63)를 조정하여 윈도우를 이동시키는 것이다. 알맞은 상대습도에 의해 SQUID가 윈도우에 접촉될 때 윈도우상에 물이 응축되는 것을 관찰할 수 있다. 이것은 윈도우 상에 서리는 안개가 SQUID와 윈도우 사이의 접촉위치를 나타내기 때문에, 윈도우를 SQUID 칩에 대하여 수평이 되도록 조정하는데 도움이 된다.
또한, 발진 플럭스가 SQUID에 인가될 때 오실로스코프 상에 나타나는 SQUID 전압을 관찰함에 의해 SQUID와 윈도우 사이의 열적접촉을 검출할 수 있다. SQUID 성능의 저하는 SQUID 접촉이 이루어질 때 갑작스럽게 나타나게 된다. 이렇게 윈도우가 SQUID와 수평을 이루게 된 후, 샘플과 스캐닝 스테이지가 윈도우와 수평이 유지되어야 한다. 이와 같은 스테이지의 이동면에 대한 샘플의 수평유지에 의해 샘플과 SQUID 사이의 분리상태가 스캐닝동안 변화되지 않게 된다. 사파이어 윈도우가 설치되는 유리 슬라이드가 상대적으로 넓기 때문에(1cm), 윈도우에 대한 스테이지의 수평유지가 최소의 분리상태를 얻기 위하여 필요하게 된다(도 2참조).
샘플의 물리적 성질들에 대한 영상을 얻기 위하여, x좌표와 SQUID 독출회로로 부터의 관련전압들(정전계신호, rf-전계신호, 와전류신호등)을 기록함과 동시에 x방향으로 SQUID를 지나는 샘플을 스캐닝하여 각각의 라스터 스캔라인들을 얻게 된다. 이와 같은 동작은 전체화면을 구성하기 위하여 순차적인 y갑들에 대하여 반복적으로 수행된다.
스테이지의 위치는 스테퍼 모터의 위치에 따라 설정된다. 컴퓨터(100)의 제어 프로그램은 컴퓨터(100)에 설치된 모터 제어 보드로 부터 직접 스테퍼 모터의 위치를 읽어 들일 수 있다. 그러나, x방향으로의 스캐닝 동안 SQUID 신호와의 적절한 x좌표 동기를 위하여 데이타 획득 시스템에 스테이지의 순시적인 x위치에 비례하는 전압신호를 공급할 필요가 있다. 이를 위하여 모터 스텝수의 트랙을 유지하고, 이것을 모터 방향에 의존하는 위치 카운터에 가산 또는 감산시키는 외부 카운터 회로를 사용한다. 이 카운터의 출력은 디지탈/아날로그 변환기를 사용하여 전압레벨로 변환된다. 따라서, 카운터는 단순히 위치/전압 변환기의 기능을 하게된다.
SQUID 출력과 스테이지의 위치는 모두 아날로그/디지탈 변환기를 사용하여 독출되며, 퍼스날 컴퓨터를 사용하여 기록된다. 이 퍼스날 컴퓨터는 또한 위치 좌표의 그릿을 발생시키는 스캐닝 동작을 제어한다. 제어 프로그램을 사용하여 데이타 세트가 얻어지면, 이 데이타는 영상으로 변환된다. 가공되지 않은 상태의 영상 데이타는 한벌의 "N"라인 스캔(y값)으로 이루어지며, i번째 라인은 각각 x좌표와 하나 또는 그이상의 관련 전압값들을 갖는 한벌의 데이타 포인트들을 포함한다. 영상을 제공하기 위하여 이 데이타는 먼저 공간적으로 정규화 된다. 즉, 직사각형의 공간 그리드로 선형보간된다. 그후에 영상표시 프로그램이 사용되어 각 그리드 포인트에 색깔 또는 회색 레벨을 할당하게 된다.
샘플 스테이지(90)는 구동 스크류를 수동조작하여 이동시킬 수 있으며, SQUID 출력을 기록함과 동시에 현미경상의 x, y 구동 스크류에 부착된 전위차계를 사용하여 샘플 스테이지의 위치를 기록하기 위하여 간단한 데이타 획득 프로그램이 사용될 수 있다. 위치 및 관련값들의 스트림을 직사각형 그리드상의 한 벌의 값들로 변환시키기 위하여 제 2프로그램이 사용될 수 있으며, 끝으로, 그리드내의 각 값들은 칼라를 할당받아 영상을 디스플레이 하게 된다.
상기 절차를 수행함에 있어서, 특히 수동으로 샘플을 스캐닝하는 것은 많은 시간의 소요되며 지루한 작업이 된다. 따라서, 스테이지를 동작시키고, SQUID 출력을 기록하며, 영상을 디스플레이 시키기 위하여 제어 프로그램이 사용된다.
필수적으로 두개의 스테퍼 모터가 제어보드에 의해 동작되는데, 이 제어 보드는 SQUID 회로의 출력을 판독하기 위한 아날로그/디지탈 변환기(APC)로 사용되는 다기능 입출력 보드와 함께 컴퓨터(100) 안에 설치된다. 따라서, 하나의 퍼스날 컴퓨터를 사용하여 이동제어와 데이타 획득의 두가지 기능이 수행된다.
SQUID는 기본적으로 포인트와 같은 프로브(probe)이기 때문에, 영상을 형성하기 위하여는 라스터 패턴으로 스캐닝되어야 한다. 이 라스터 패턴은 영상을 형성하기 위하여 각기 다른 y값에서의 일련의 x방향 라인들로 구성된다.
현미경에 의해 영상을 얻기 위하여, 컴퓨터는 먼저 센서(70)를 x=x시작-x오버슈트, y=y1인 원래위치(original position)에 두게 되는데, 여기서 x시작은 영상 영역의 좌단부에 상응하고, y1은 첫번째 스캔라인의 y좌표이며, x오버슈트는 x 스캐너의 히스테리시스 길이 이다(도 7참조). 스캐닝 메카니즘의 백래쉬를 제거하기 위하여 각 라인을 스캐닝하기 이전에 x오버슈트에 의해 영상 영역의 좌단부를 오버슈팅하는 것이 필요하다. 다음에, SQUID의 x위치는 x가 컴퓨터가 x위치와 SQUID신호(Vout)를 기록하기 시작하는 지점인 x시작에 올 때까지 (우측으로) 일정속도로 증가된다. 필요할 경우, 입출력 보드의 한계내에서 추가적인 데이타 채널들이 동시에 얻어질 수 있다. x가 스캔라인의 데이타 획득이 끝나는 지점인 x끝에 도달함에 의해 하나의 스캔라인이 데이타 파일에 기록될 때까지 상기 데이타는 연속적으로 샘플링된다. 이 지점에서 SQUID의 x 위치는 x=x시작-x오버슈트로 되돌아가고, y 위치는 두번째 스캔라인을 획득하기 위하여 y-y2로 진행된다. 이와 같은 동작은 N개의 모든 스캔라인들이 획득되어 디스크에 기록될 때까지 반복된다.
이와 같이 N개의 스캔라인들이 데이타 파일에 기록되면, 이들은 영상으로 변환된다. 이를 위하여, 각각의 스캔라인들이 직사각형 그리드상에 공간 투사되어야 한다. y1, y2,..,yn에서의 라스터 라인들이 y 방향으로 고른 간격을 갖게 되는 한편, x 방향의 데이타 포인트들은 서로 균일한 간격을 갖지 않는다. 즉, 어떤 스캔라인에서의 데이타 포인트들이 고르게 간격을 갖게 되는 한편, 인접한 스캔라인에 대하여 시프트될 수 있다. 따라서, 프로그램은 x 방향으로 고른 간격을 갖는 그리드를 설정하고, 스캐닝된 데이타를 선형 보간하여 이들 각 포인트에서의 Vout를 계산함에 의해 모든 스캔라인에서의 x 값들을 정렬시켜야 한다.
이와 같은 정렬이 이루어지면, 그리드내의 각 값에 색깔과 회색음영을 할당함에 의해 정렬된 그리드의 값들을 영상을 변환시키게 된다. 여러가지 상용의 컴퓨터 프로그램들이 이를 위해 사용될 수 있다. 이와 같은 프로그램의 하나로서 Champaign, Illinois의 Spyglass, Inc.에서 제작된 "Transform"이 있다.
이 소프트웨어의 중요한 성능은 임의의 "스캔" 변수와 "라스터" 변수를 선택할 수 있다는 것이다. 전술한 스캐닝 동작에서 x는 "스캔" 변수로 선택되었고, y는 "라스터" 변수로 선택되었으며, 이와 같은 독립 변수들을 선택하기 위한 일반화된 접근에 의해 y 좌표를 스캐닝하고 x를 라스터 변수로 처리하는 것도 가능하게 된다. 더욱이, 스캔 좌표를 위한 다른 파라메타들도 선택될 수 있었다. 예를들어, 컴퓨터가 샘플을 구동시키는데 사용된 rf 신호원의 주파수를 설정하는데 사용될 수 있는 입출력 보드 내의 디지탈/아날로그 변환기의 출력전압을 제어할 수 있다. 따라서, rf 신호원의 주파수를 "스캔" 변수로 선택하고, x 모터의 위치를 라스터 변수로 선택함에 의해 주파수 대 x를 포함하는 영상을 발생시키기에 충분하다. 물론 여러가지 다른 기술 조합도 가능함은 물론이다.
상기 "스캔" 변수와 "라스터" 변수가 독립적으로 선택될 수 있기 때문에 같은 프로그램을 다른 현미경과 센서들에 사용할 수 있다. 이것은 적당한 현미경에 대하여 단순히 스캔 및 라스터 변수들을 선택함에 의해 이루어지게 된다.
종종 프로그램의 제어하에 발생하는 일련의 영상획득을 포로그래밍하는 것이 유용하다. 예를 들어, 영상을 얻고, 파라메터를 변화시키고, 다른 영상을 얻고, 다시 파라메타를 변화시키는 것을 계속함에 의해 영화에 적합한 일련의 영상들을 만들기를 원한다고 가정하자. 이를 위하여, 프로그램은 조작자의 개재없이 영상획득을 가능하게 하는 다양한 프로그래밍 특징들을 구비한다. 이것은 다수의 영상들을 임의의 수의 장면들로 이루어진 한 세트로 편성함에 의해 이루어질 수 있다. 각 장면은 임의의 수의 프레임들을 포함할 수 있다. 그리고 각 프레임은 데이타 포인트들의 다중 스캔 라인들로 구성된 하나의 영상을 나타낸다(도 8참조). 특정 "장면"에 대한 파라메타들은 어느 변수가 "라스터" 변수로 사용되고 어느 변수가 "스캔" 변수로 사용되는지를 설정한다. 또한, 각 "장면"은 x시작, x끝, y1, y2,..,yn, 스캔속도, 데이타 샘플링 비율, 그리고 다른 영상 파라메타들의 값들을 설정한다. 따라서, 만약 각 영상사이에 하나의 파라메타 만이 변화되는 다수의 동일한 수직 영상들을 얻기를 원할 경우, 하나의 "장면"은 다중프레임들과 함께 사용될 것이다. "세트"는 얻어질 소정 수의 서로 다른 "장면"들의 순차적인 배열을 나타낸다. 이 구조에서는 어떤 조합도 수직으로 프로그래밍 가능하게 된다.
데이타 획득의 중요한 부분은 데이타가 취해질 때 시스템의 동작 파라메타들을 기록하는 것이다. 재생이 가능하도록, 모든 관련 파라메타들은 보존되어야 한다. 이 프로그램에 있어서, 이것은 데이타 세트들에 대한 "서류"형식의 인터페이스를 사용함에 의해 이루어진다. 데이타 세트는 획득된 후 임시 버퍼 영역에 보관된다. 상기 "세트"는 그후에 데이타가 획득될 때 유효했던, 데이타 획득 프로그램내의 모든 관련 파라메타들과 함께 보존될 수 있다. 나중에, 이 데이타 세트는 독출되어 프로그램으로 들어가게 되고, 이에 따라 버퍼 파일을 포함하는 프로그램내의 모든 파라메타들이 데이타가 처음 취하여졌던 당시의 상태로 되돌아가게 된다. 따라서, 이들 각각의 보존된 데이타 세트들은 영상화 후의 프로그램 상태의 스냅-샷을 나타내며, 따라서 완전하게 기록된 영상화 파라메타들을 포함한다. 이것을 노트북내에 파라메타 값들을 기록하는데 소요되는 많은 시간을 절감시킨다.
정자계를 영상화하기 위한 현미경의 기능을 나타내기 위하여, 강자성체 샘플과 dc 전류를 수반하는 샘플이 영상화되었다. 각 경우에 있어서, 현미경은 플럭스 동기 루프 안에서 동작된다.
도 9a는 100달라의 미국 연방 준비 은행 지폐상의 벤자민 프랭클린 초상화 주위의 미세 인쇄부분(마이크로 인쇄부분)의 사진 영상을 나타낸다. 도 9b는 같은 구역의 해당 정자계 영상을 나타낸다. 이샘플의 잉크는 강자성체이며, 따라서 충분한 자기신호를 발생시킨다. 최선의 공간 해상도를 얻기 위하여, 이 샘플은 사파이어 윈도우와 직접 접촉된 상태에서 스캐닝되었다. 이것은 샘플의 평편도와 윈도우 재질의 경도 때문에 가능하다. 영상내의 자계는 -500nT(흑)에서 500nT(백) 까지의 범위에 있다. 이와 같은 자계 변화는 영상의 잡음 한계보다 약 1000배나 크기때문에, 샘플은 장치의 자계 감도를 필수적으로 나타내지는 않는다. 그러나, 샘플의 작은 특징들의 크기로 인해 공간 해상도의 양호한 테스트를 제공하게 된다.
장치의 공간 해상도는 도 9b의 삼각형에 의해 표시된 라인을 따라 취해진 자기적 영상을 통한 수직 슬라이스(바닥에서 상단까지)를 나타낸 도 10으로부터 추적될 수 있다. 이와 같은 슬라이스들에서의 가장 급격한 피크의 중간부분의 전체폭을 측정함에 의해 약 50μm의 공간 해상도에 이르게 된다. 이 데이타는 SQUID와 샘플 표면사이의 분리상태가 50μm 보다 작아야 함을 나타낸다. 이것은 공기중의 실온의 샘플들을 영상화 할 수 있는, 다른 기존의 SQUID시스템 보다 30배나 작은 인자이다.
현미경이 비파괴 테스트 분야에 사용되는 환경에서, 의사 정자계는 전류를 흘려줌에 의해 발생시킬 수 있다. 도 11은 다수의 동 연결부와 납땜 지점이 보이는 인쇄회로기판의 일부분에 대한 사진을 나타낸다. 화살표로 표시된 바와 같이 100μA의 전류가 도선상에 흐른다.
도 12는 윈도우와 기판 표면사이를 약 200μm 분리시킨 상태에서 스캐닝에 의해 얻어지는 샘플의 자기적 영상을 나타낸다. 이 영상의 공간적 특징들은 결정하기 어렵지 않으며, 전류에 의해 발생된, 약 80nT 이상의 범위에 있는 자계는 이전보다 크게 작아진다. 따라서, 먼저 샘플이 없는 상태에서 배경영상을 얻은 다음, 기판의 자기적 영상으로부터 이 배경영상을 차감시키는 것이 필요하였다.
상기 영상은 어느 도전체가 전류를 수반하고 어느 도전체가 그렇지 않은지를 명확하게 표시해 준다. 또한, 오른손 법칙을 적용함에 의해 전류 흐름의 방향을 설정할 수 있다. 더욱이, 전류의 크기 역시 어느 하나의 연결부에 흐르는 전류(I)에 의해 발생된 자계를 모델화 함으로서 얻어질 수 있다. 영상을 발생시키기 위해 사용되는 데이타가 양적인 것이기 때문에, 전류(I)를 얻기 위하여 적절한 알고리즘이 이용될 수 있었다. 연결부들의 밀도가 영상의 자계를 중첩시키게 되는 경우에 있어서도, 전류의 방향과 크기를 얻기 위하여 더욱 진보된 알고리즘이 사용될 수 있다.
상기의 회로 기판이 장치의 동작에 의하여 작은 강철 입자들의 형태로서 자기적 오염물을 포함하고 있는 경우를 주목해 본다. 이와 같은 입자(110)가 쌍극자 특징을 발생시키는데, 도 12의 우하측 모서리에 나타나 있다. 그러나, 이 오염물(110)이 강한 자성을 갖지 않더라도, 도전성 통로에 위치할 때에는 검출될 수 있으며, 이에 따라 회로의 성능을 떨어뜨릴 수 있다. 예를들어, 도 12의 바닥 부근에 보여지는 납땜부분(112)을 흐르는 전류의 효과를 주목해 본다. 영상에서 쉽게 볼 수 있는 바와 같이 상기 구명에 의한 전류의 교란은 자계를 변화시킨다. 이경우에는 상기 구멍이 매우 크게 되어 있지만, 영상화의 명확성에 의하여 전류흐름에서의 훨씬 작은 불일치도 검출될 수 있을 것이다. 이 기술은 회로가 정상동작되지 않을 때까지는 잘 알 수 없는, 임계적 도전성 통로에 있는 작은 공간이나 오염 입자를 검출하는데 궁극적으로 사용될 수 있을 것이다.
어떤 경우에는 영상화를 위하여 샘플에 직접 전류를 주입시키는 것이 불가능하거나 비 실용적일 수 있다. 그러나, 샘플에 교번 자계를 인가시킴에 의해 교번 와전류가 결함의 검출을 위하여 샘플에 인가될 수 있다.
현미경적 검사의 성능을 알아보기 위하여, 항공기 기체 구조에 사용되는 알루미늄 "랩-조인트" 어셈블리를 포함하는 다양한 금속 샘플들의 와전류 영상들이 테스트되었다. 랩-조인트는 두장의 알루미늄판이 함께 결합되고, 지지 스트럿에 리벳된 구조를 의미한다. 이와 같은 랩-조인트에서의 결함의 검출은 기존의 와전류 NDE 장치들의 목표가 되어왔다.
알루미늄(77°K에서의 저항율 x 0.6μcm)의 랩-조인트의 1/4 척도의 모델이 구성되었다. 이 모델에 있어서, 0.2mm 두께의 상부 및 하부 알루미늄 시트가 1.6mm의 직경과 2.5mm의 헤드 직경을 갖는 리벳에 의해 0.8mm 두께의 지지 스트럿에 결합된다. 상기 리벳의 헤드는 실제의 항공기 구조에 적용된 것처럼 샘플표면과 같은 높이를 갖는다. 중앙의 리벳으로부터 약 3mm의 반경으로 뻗은 크랙( crack)(114)이 표면의 바닥층에 위치되며, 이에 따라 조립된 샘플의 상단이나 하단에서 보이지 않는다. 이 크랙은 샘플과 함께 리벳팅하기 전에 금속을 깍고, 그후에 평탄 작업을 할 때 형성되는데, 이 크랙은 갭이 없는 아주 조밀한 크랙이다.
도 13은 이와같은 샘플의 49KHz 와전류 영상을 나타낸다. 최선의 결과를 얻기위하여, 도 14에 도시된 바와 같이, 와전류를 발생시키도록 샘플의 평면으로 향한 선형 구동 와이어가 사용되었다. 이 와이어는 크랙의 형태에 의해 심하게 동요되는 와전류를 발생시킨다. 5개의 리벳 이외에, 중앙의 리벳으로부터 대각선으로 뻗은, 묻혀진 크랙이 영상에서 명확하게 분석된다. 이와 같은 영상에서 다른 구조도 또한 볼 수 있다. 예를 들어, 상기 영상은 리벳아래의 영역에서의 더욱 두꺼운 지지 스트럿의 존재를 나타낸다.
많은 전기회로들이 고주파수대에서 동작하기 때문에, 다른 중요한 영상화 기술은 샘플내에서 흐르는 rf 전류에 의해 발생되는 rf 자계를 영상화하는 것이다. 예를 들어, 실리콘 베이스의 고주파 회로들은 77°K에서 동작하도록 설계되지 않는다. 실온의 샘플들을 검사하는 기능은 이와 같은 종류의 샘플들에 스캐닝 SQUID의 rf 영상화를 적용하는 것을 가능하게 한다.
실온의 샘플에 대한 현미경적 rf 자계 영상을 테스트하기 위하여, 도 15에 도시된 와이어 미앤더(wire-meander) 샘플 부근에서의 rf 자계가 영상화되었다. rf 전압원을 사용하여 400MHz의 rf 전류가 와이어에서 구동된다. 도 16은 샘플의 표면위로 발생된 400MHz자계의 rf 영상을 나타낸다. 가장 밝은 부분은 약 200nT의 rf 자계강도에 상응한다. 와이어 위치에 대응하는 라인들을 포함하는, 가장 어두운 부분은 자계의 z 성분이 0인 부분이다. 이 영상은 rf 자계가 영상화될 때 현미경은 오직 자계강도에 감응하고 자계 진폭에는 감응하지 않는다는 점을 나타낸다.
이전의 작업에서, 본 발명의 기술이 적절하게 동작하는 최대 주파수가 약 150MHz 임이 발견되었다. 그 이외에, SQUID 기판 내에서의 공동 모드 공진이 영상내에 아티팩트(artifact)를 발생시켰으며 공간 해상도를 저하시켰다. 도 16은 실온의 현미경의 밴드폭이 이와 같은 유형의 영상화에 있어서 더욱 높아짐을 명백하게 나타내고 있다. 그 이유는 기판의 크기가 실온의 시스템에서 4배나 작은 인자이기 때문이다. 더욱 작은 SQUID 기판을 사용하므로서, 가장 낮은 공동모드가 발진하는 주파수가 영상이 저하되는 주파수와 함께 비례적으로 증가된다.
상기한 영상들이 SQUID를 사용하여 만들어지지만, 다른 유형의 많은 크라이오젠 센서들도 사용될 수 있다. 이와 같은 다른 유형의 크라이오젠 센서를 사용하는 장점은 SQUID가 감지하지 못하는 다른 물리적 성질들을 현미경적으로 감지하여 영상화 할 수 있다는 것이다.
이와 같은 크라이오젠 센서들은, 마이크로파, 광, UV 및 적외선을 영상화하기 위한 볼로 미터(bolometer); 신속하게 영상을 획득하기 위한 다중 SQUID들; 샘플로부터 자계를 측정하기 위한 홀 프로브; 마이크로파와 원 적외선을 측정하기 위한 단순 접합 초전도 장치; 자계나 마이크로파, 그리고 적외선을 영상화 하기 위한 다중 접합 초전도 장치; 자계의 영상화를 위한 자이언트(Gient) 자기저항 또는 콜로살(Collosal) 자기저항 장치; 전계, 전하, 유전성을 영상화하기 위한 단일 전자 트랜지스터 장치 또는 클롬 봉쇄장치; 광, UV, 원 적외선을 영상화하기 위한 광전음극 및 포토 레지스트 장치; 전계를 영상화하기 위한 크라이오젠 전계효과 트랜지스터(FET); 그리고 전계 및 자계를 영상화하기 위한 2차원 전자가스 장치(2-DEG)를 포함한다.
본 발명이 도면과 실시예들에 의해 기술되었지만, 다음의 청구의 범위에서 정의되는 본발명의 범위에서 벗어나지 않는 상태에서 여러가지 수정이나 변형이 이루어질 수 있을 것이다.

Claims (23)

  1. 크라이오젠 측정장치가 샘플의 물리적 성질들에 대하여 현미경적으로 공간 해상도를 갖는 영상들을 발생시키도록 하는 장치에 있어서,
    크라이오젠 또는 크라이오젠 냉각 장치를 지지하는 제 1부와, 진공공간을 봉입하고 있으며 적어도 그 일부분이 상기 진공공간을 주위 대기로 부터 분리시키는 얇은 윈도우인 제 2부로 구성된 하우징;
    상기 하우징 안에 있으며, 상기 하우징의 투명한 부분에 인접하게 배치되어 상기 하우징의 외부에 위치된 샘플을 상기 투명한 부분을 통해 스캐닝하는 측정단부를 구비한 크라이오젠 측정 장치; 그리고
    상기 샘플로 부터 물리적 성질들의 영상들을 얻기 위하여 상기 샘플을 측정하는 상기 크라이오젠 측정 장치의 출력을 모니터링하는 수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 크라이오젠 측정 장치의 출력을 기록하는 수단이 추가로 구비된 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 윈도우가 광 그리고/또는 UV 그리고/또는 적외선에 대하여 투명한 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 하우징의 상기 투명한 부분과 상기 크라이오젠 측정 장치를 서로에 대하여 상대적으로 이동시키는 수단이 추가로 구비된 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 윈도우가 현미경적으로 얇으며, 1기압하에서 그 두께보다 적게 휘어질 만큼의 강성도를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 크라이오젠 측정 장치가 열전도성 기판으로 구성되며, 상기 열 전도성 기판의 적어도 일부분이 상기 크라이오젠 또는 크라이오젠 냉각 장치와 열 교환성으로 접촉되고, 상기 열 전도성 기판의 적어도 제 2부분이 상기 크라이오젠 측정 장치의 측정 단부를 설정하는 크라이오젠 센서를 상기 제 2부분에 고정시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 강, 적외선 또는 UV 투명성인 윈도우가 플라스틱, 사파이어, 다이아몬드, 금속 필름, MgO, SiN 그리고 LaAlO3중에서 선택된 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 5항에 있어서, 상기 열전도성 기판이 로드 형태로 되며, 그 제 1단부가 무딘 포인트 형태를 가지며, 이 무딘 포인트에 상기 크라이오젠 센서가 설치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 4항에 있어서, 상기 크라이오젠센서가 단일 SQUID, 다중 SQUID, 홀 프로브, 단일 접합 초전도 장치, 다중 접합 초전도 장치, 자이언트 자기저항(GMR)효과 장치, 콜로살 자기 저항(CMR)효과장치, 단일 전자 트랜지스터, 쿨롱 봉쇄장치, 볼로미터, 광전음극, 포트 레지스트 장치, 크라이오젠 전계효과 장치, 그리고 2차원 전자 가스 장치들로 이루어진 군으로 부터 선택되는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 7항에 있어서, 상기 크라이오젠 센서가 SQUID 센서인 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 SQUID 센서가 YBA2CU3O2로 만들어지는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 하우징의 외부에서 상기 윈도우의 앞쪽에 위치된 상기 샘플을 지지하는 홀더, 상기 홀더를 이동시키는 수단, 그리고 상기 홀더이동 수단의 이동을 제어하는 수단이 추가로 구비된 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 샘플지지수단이 적어도 하나의 모터를 포함하는 스테이지와 이 스테이지를 이동시키는 수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 스테이지가 상기 스테이지의 동작이 상기 센서 또는 상기 샘플에 대한 감지감도에 나쁜영향을 미치지 않도록 하기 위한 구성성분을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 13항에 있어서, 상기 스테이지가 x-y-z 스테이지인 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 1항에 있어서, 상기 샘플의 위치를 제어하고 상기 센서의 출력을 모니터링 하기 위한 컴퓨터가 추가로 구비된 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 14항에 있어서, 상기 장치가 비자성 및 비전도성 물질들로 이루어진 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 4항에 있어서, 상기 윈도우가 0.1mm 보다 얇으며, 사파이어로 이루어진 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 샘플의 마이크로파, 광, UV 및 적외선을 영상화 하는 방법에 있어서, 크라이오젠 센서로 상기 샘플을 스캐닝하는 단계를 포함하며, 상기 센서가 크라이오젠 또는 크라이오젠 냉각 장치를 지지하는 제 1부와, 진공공간을 봉입하고 있으며 적어도 그 일부분이 상기 진공공간을 주위 대기로 부터 분리시키는 얇은 윈도우인 제 2부로 구성된 하우징;
    상기 하우징 안에 있으며, 상기 하우징의 투명한 부분에 인접하게 배치되어 상기 하우징의 외부에 위치된 샘플을 상기 투명한 부분을 통해 스캐닝하는 측정단부를 구비한 크라이오젠 측정 장치; 그리고
    상기 샘플로 부터 물리적 성질들의 영상들을 얻기 위하여 상기 샘플을 측정하는 상기 크라이오젠 측정 장치의 출력을 모니터링하는 수단으로 구성된 장치 내에 위치되는 것을 특징으로 하는 영상화 방법.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 크라이오젠 측정장치가 볼로미터로 구성된 것을 특징으로 하는 영상화 방법.
  21. 현미경적인 공간 해상도로서 샘플로 부터 자계의 영상을 얻는 방법에 있어서, 크라이오젠 센서로 상기 샘플을 스캐닝하는 단계를 포함하며, 상기 센서가 크라이오젠 또는 크라이오젠 냉각 장치를 지지하는 제 1부와, 진공공간을 봉입하고 있으며 적어도 그 일부분이 상기 진공공간을 주위 대기로 부터 분리시키는 얇은 윈도우인 제 2부로 구성된 하우징;
    상기 하우징 안에 있으며, 상기 하우징의 투명한 부분에 인접하게 배치되어 상기 하우징의 외부에 위치된 샘플을 상기 투명한 부분을 통해 스캐닝하는 측정단부를 구비한 크라이오젠 측정 장치; 그리고
    상기 샘플로 부터 물리적 성질들의 영상들을 얻기 위하여 상기 샘플을 측정하는 상기 크라이오젠 측정 장치의 출력을 모니터링하는 수단으로 구성된 장치내에 위치되는 것을 특징으로 하는 영상화 방법.
  22. 제 21항에 있어서, 상기 크라이오젠 센서가 SQUID, 홀 프로브, GMR 또는 CMR 장치로 구성된 것을 특징으로 하는 영상화 방법.
  23. 샘플로 부터 전계를 측정하는 방법에 있어서, 크라이오젠 센서로 상기 샘플을 스캐닝하는 단계를 포함하여, 상기 센서가 크라이오젠 또는 크라이오젠 냉각 장치를 지지하는 제 1부와, 진공공간을 봉입하고 있으며 적어도 그 일부분이 상기 진공공간을 주위 대기로 부터 분리시키는 얇은 윈도우인 제 2부로 구성된 하우징;
    상기 하우징 안에 있으며, 상기 하우징의 투명한 부분에 인접하게 배치되어 상기 하우징의 외부에 위치된 샘플을 상기 투명한 부분을 통해 스캐닝하는 측정단부를 구비한 크라이오젠 측정 장치; 그리고
    상기 샘플로 부터 물리적 성질들의 영상들을 얻기 위하여 상기 샘플을 측정하는 상기 크라이오젠 측정 장치의 출력을 모니터링하는 수단으로 구성된 장치내에 위치되는 것을 특징으로 하는 전계 측정 방법.
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Families Citing this family (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998044360A2 (en) * 1997-04-01 1998-10-08 Redcliffe Magtronics Ltd. An apparatus and method of measuring the magnetic field distribution of a magnetic sample
JP3237590B2 (ja) * 1997-10-24 2001-12-10 株式会社日立製作所 磁場計測装置
US6842637B2 (en) * 1997-10-24 2005-01-11 Hitachi, Ltd. Magnetic field measurement apparatus
US20030029345A1 (en) * 1998-03-11 2003-02-13 Tiernan Timothy C. Ultra sensitive magnetic field sensors
US20020073869A1 (en) * 1998-03-11 2002-06-20 Tiernan Timothy C. Ultra sensitive magnetic field sensors
JP2002526781A (ja) * 1998-10-05 2002-08-20 ユニヴァーシティ オブ メリーランド 空間周波数フィルタリング及びマスキングを使用する映像化方法及び装置
WO2000034796A1 (en) * 1998-12-10 2000-06-15 University Of Maryland Scanning single electron transistor microscope for imaging ambient temperature objects
JP3509092B2 (ja) 1998-12-11 2004-03-22 住友電気工業株式会社 超電導体の冷却装置
JP3968211B2 (ja) * 2000-08-31 2007-08-29 株式会社日立製作所 微弱磁場計測デュワー
DE10053034B4 (de) * 2000-10-26 2005-06-30 Forschungszentrum Jülich GmbH SQUID-Mikroskop
GB0107900D0 (en) * 2001-03-29 2001-05-23 Post Office Improvements in monitoring systems
US6784663B2 (en) 2001-08-27 2004-08-31 Tristan Technologies, Inc. Self-adjusting assembly and method for close tolerance spacing
US6984977B2 (en) * 2001-09-14 2006-01-10 University Of Maryland Scanning SQUID microscope with improved spatial resolution
JP2005503564A (ja) * 2001-09-14 2005-02-03 ユニヴァーシティー オブ メリーランド， カレッジ パーク 改善された空間解像度を有する走査型ｓｑｕｉｄ顕微鏡
KR100400755B1 (ko) * 2001-11-08 2003-10-08 엘지전자 주식회사 보조센서에 의한 ｓｑｕｉｄ 센서
DE10158096B4 (de) * 2001-11-27 2006-01-12 Forschungszentrum Jülich GmbH Bauteil für ein SQUID-Mikroskop für Raumtemperaturproben sowie zugehörige Verwendung
US7197352B2 (en) * 2002-08-26 2007-03-27 Tristan Technologies, Inc. High-resolution magnetoencephalography system, components and method
US7002341B2 (en) * 2002-08-28 2006-02-21 Vanderbilt University Superconducting quantum interference apparatus and method for high resolution imaging of samples
US7319946B2 (en) * 2002-10-21 2008-01-15 International Business Machines Corporation Method for on-chip signal integrity and noise verification using frequency dependent RLC extraction and modeling techniques
US6934068B2 (en) * 2003-02-10 2005-08-23 Lake Shore Cryotronics, Inc. Magnetic field and electrical current visualization system
US7262597B2 (en) * 2003-09-15 2007-08-28 Neocera, Llc Hybrid squid microscope with magnetic flux-guide for high resolution magnetic and current imaging by direct magnetic field sensing
US7684955B2 (en) * 2007-05-16 2010-03-23 Raytheon Company Noncontinuous resonant position feedback system
TR201807334T4 (tr) 2007-07-05 2018-06-21 Yeda Res And Development Company Limited Direkt manyetik alan görüntülemeye yönelik manyetik alan sensörü cihazı ve bunun üretim yöntemi.
US8424594B2 (en) * 2007-12-10 2013-04-23 Presto Engineering, Inc. Apparatus for thermal control in the analysis of electronic devices
EP2071213B1 (en) * 2007-12-11 2014-12-03 General Electric Company Gearbox noise reduction by electrical drive control
CN103248375B (zh) * 2013-05-28 2014-12-24 中国科学院新疆天文台 短厘米波段双极化制冷接收机杜瓦
US9910105B2 (en) 2014-03-20 2018-03-06 Lockheed Martin Corporation DNV magnetic field detector
US10520558B2 (en) 2016-01-21 2019-12-31 Lockheed Martin Corporation Diamond nitrogen vacancy sensor with nitrogen-vacancy center diamond located between dual RF sources
US10338162B2 (en) 2016-01-21 2019-07-02 Lockheed Martin Corporation AC vector magnetic anomaly detection with diamond nitrogen vacancies
US9557391B2 (en) 2015-01-23 2017-01-31 Lockheed Martin Corporation Apparatus and method for high sensitivity magnetometry measurement and signal processing in a magnetic detection system
JP6311188B2 (ja) * 2014-07-01 2018-04-18 学校法人金沢工業大学 Ｓｑｕｉｄ顕微鏡
JP6341279B2 (ja) * 2014-07-03 2018-06-13 新日鐵住金株式会社 レーザ加工装置
DE102014011670B3 (de) * 2014-08-05 2015-10-15 Bundesrepublik Deutschland, vertr. durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, dieses vertreten durch den Präsidenten der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt Magnetfeldfluktuationsthermometer
CN104316772B (zh) * 2014-10-20 2017-04-05 曲靖师范学院 用于极端物理条件下的电容测量装置
WO2016126436A1 (en) 2015-02-04 2016-08-11 Lockheed Martin Corporation Apparatus and method for recovery of three dimensional magnetic field from a magnetic detection system
WO2017095454A1 (en) 2015-12-01 2017-06-08 Lockheed Martin Corporation Communication via a magnio
US10345395B2 (en) 2016-12-12 2019-07-09 Lockheed Martin Corporation Vector magnetometry localization of subsurface liquids
US10345396B2 (en) 2016-05-31 2019-07-09 Lockheed Martin Corporation Selected volume continuous illumination magnetometer
US10571530B2 (en) 2016-05-31 2020-02-25 Lockheed Martin Corporation Buoy array of magnetometers
US10338163B2 (en) 2016-07-11 2019-07-02 Lockheed Martin Corporation Multi-frequency excitation schemes for high sensitivity magnetometry measurement with drift error compensation
US10359479B2 (en) 2017-02-20 2019-07-23 Lockheed Martin Corporation Efficient thermal drift compensation in DNV vector magnetometry
US10330744B2 (en) 2017-03-24 2019-06-25 Lockheed Martin Corporation Magnetometer with a waveguide
US10408890B2 (en) 2017-03-24 2019-09-10 Lockheed Martin Corporation Pulsed RF methods for optimization of CW measurements
US10527746B2 (en) 2016-05-31 2020-01-07 Lockheed Martin Corporation Array of UAVS with magnetometers
US10317279B2 (en) 2016-05-31 2019-06-11 Lockheed Martin Corporation Optical filtration system for diamond material with nitrogen vacancy centers
US10677953B2 (en) 2016-05-31 2020-06-09 Lockheed Martin Corporation Magneto-optical detecting apparatus and methods
US10371765B2 (en) 2016-07-11 2019-08-06 Lockheed Martin Corporation Geolocation of magnetic sources using vector magnetometer sensors
US10459041B2 (en) 2017-03-24 2019-10-29 Lockheed Martin Corporation Magnetic detection system with highly integrated diamond nitrogen vacancy sensor
US10371760B2 (en) 2017-03-24 2019-08-06 Lockheed Martin Corporation Standing-wave radio frequency exciter
US10379174B2 (en) 2017-03-24 2019-08-13 Lockheed Martin Corporation Bias magnet array for magnetometer
US10338164B2 (en) 2017-03-24 2019-07-02 Lockheed Martin Corporation Vacancy center material with highly efficient RF excitation
US20180275207A1 (en) * 2017-03-24 2018-09-27 Lockheed Martin Corporation Magneto-optical defect center sensor with vivaldi rf antenna array

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0308888B1 (en) * 1987-09-21 1995-06-21 Hitachi, Ltd. Method and apparatus for detecting embrittlement of a measuring object
US5315247A (en) * 1987-11-09 1994-05-24 California Institute Of Technology Method and apparatus for measuring a magnetic field using a deflectable energized loop and a tunneling tip
US4861990A (en) * 1988-02-09 1989-08-29 California Institute Of Technology Tunneling susceptometry
US4862002A (en) * 1988-05-31 1989-08-29 Wang Samuel C Multiple channel readout circuit optimized for a cryogenically operated IR sensor head
US4982158A (en) * 1988-06-23 1991-01-01 Electric Power Research Institute, Inc. Method and apparatus for magnetic detection of flaws
US5004724A (en) * 1989-03-09 1991-04-02 International Superconductor Corp. Superconductive quantum interference device for the non-destructive evaluation of metals
US5442289A (en) * 1989-07-31 1995-08-15 Biomagnetic Technologies, Inc. Biomagnetometer having flexible sensor
US5355085A (en) * 1990-03-20 1994-10-11 Fujitsu, Ltd. Multichannel SQUID flux meter having multiplexed SQUID flux sensors
FI95628C (fi) * 1990-05-15 1996-02-26 Valtion Teknillinen Menetelmä ja laite pienikohinaisen anturin lähtösignaalin käsittelemiseksi
US5420100A (en) * 1991-04-05 1995-05-30 Northeastern University Planar squid magnetometer with inductively coupled microstrip resonator
US5408178A (en) * 1991-05-17 1995-04-18 Vanderbilt University Apparatus and method for imaging the structure of diamagnetic and paramagnetic objects
JPH05190916A (ja) * 1992-01-14 1993-07-30 Sanyo Electric Co Ltd 超電導電磁波センサ用装置
US5293119A (en) * 1992-02-20 1994-03-08 Sqm Technology, Inc. Electromagnetic microscope for evaluation of electrically conductive and magnetic materials
US5372132A (en) * 1992-07-09 1994-12-13 Biomagnetic Technologies, Inc. Sensor positioning aid and method
JP3204542B2 (ja) * 1992-07-24 2001-09-04 株式会社東芝 磁場源測定装置
US5491411B1 (en) * 1993-05-14 1998-09-22 Univ Maryland Method and apparatus for imaging microscopic spatial variations in small currents and magnetic fields
US5438265A (en) * 1993-09-23 1995-08-01 At&T Corp. Metallic cable-locating apparatus and method having an image capturing means
US5469057A (en) * 1994-03-08 1995-11-21 University Of New Mexico Method and apparatus for extending the dynamic range of DC-squid measurements using a flux tracking loop
US5471985A (en) * 1994-08-01 1995-12-05 Biomagnetic Technologies, Inc. Biomagnetometer with whole head coverage of a seated or reclined subject
US5600143A (en) * 1994-12-02 1997-02-04 Litton Systems, Inc. Sensor including an array of sensor elements and circuitry for individually adapting the sensor elements

Also Published As

Publication number Publication date
DE69732093T2 (de) 2005-12-08
EP0882240B1 (en) 2004-12-29
WO1997029385A1 (en) 1997-08-14
AU2114797A (en) 1997-08-28
AU716481B2 (en) 2000-02-24
DE69732093D1 (de) 2005-02-03
JP4118335B2 (ja) 2008-07-16
JP2000504831A (ja) 2000-04-18
US5894220A (en) 1999-04-13
EP0882240A1 (en) 1998-12-09
EP0882240A4 (en) 1999-10-20

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