극저온 고주파 노이즈 증폭 시스템 개발

Abstract

나노소자의 noise 특성을 측정하기 위하여 저온에서 작동이 용이하고 고주파특성을 지닌 cryoamplifier를 제작하였다. 저온에서의 current noise를 측정하기 위해서는 여러 조건이 필요하다. Cryoamplifier는 이런 조건을 만족시켜주기 위해 실험 소자와 같은 조건인 극저온에서 선택적인 영역의 증폭을 수행한다. Multisim과 ExpressPCB를 통해 회로도를 구성하고 HEMT와 각종 filter를 사용하여 cryoamplifier를 제작하였다. 본 연구에서 제작된 cryoamplifier는 5 kHz 이하의 영역과 2 MHz 영역을 filtering하고 77 K에서 -6.0 V/V 의 증폭률을 가지도록 설계되었고 실험에 필요한 조건하에서의 테스트 결과를 알아본다.

To measure noise characteristics of nano devices, we fabricated cryoamplifiers, having high frequency characteristic and good operation ability at low temperature. Cryoamplifer is used to amplify a selected frequency domain at same temperature with test devices. Schematic diagram of cryoamplifier is drawn by Multisim and ExpressPCB. The cryoamplifier is composed by a HEMT and various filters. Homemade cryoamplifiers in this project have two filtering domains and gain, below -5 kHz, around 2 MHz and -6.0 V/V, respectively. We demonstrate corresponding test results under experimental conditions in detail.