• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.29-33
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• 2018

Although high-temperature superconducting (HTS) magnets have the potential merit of producing ultra-high field (>25 T), they have been not easy to apply to Nuclear Magnetic Resonance (NMR) because of the difficulty of field homogeneity improvement. This paper presents a design technique of passive shimming for HTS magnets. Ferromagnetic shimming design code was developed though MALAB, which includes the optimization algorithm. The proper shim element size was determined by a simulation. This design technique was verified by a case study design of a 3-T HTS magnet. We succeed to improve field homogeneity of the magnet from 634 ppm to 6.39 ppm at 10-mm diameter sphere volume. Feasibility of passive shimming for all-HTS NMR magnet was confirmed by this result.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.39-43
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• 2021

This study deals with the ferromagnetic shims design based on the spherical harmonic coefficient reduction method. The design method using the sequential search method is an intuitive method and has the advantage of quickly reaching the optimal result. The study was conducted for a 400 MHz all-REBCO magnet, which had difficulty in shimming due to the problem of SCF (screening current induced field). The initial field homogeneity of the magnet was measured to be 233.76 ppm at 20 mm DSV (Diameter Spherical Volume). In order to improve the field homogeneity of the magnet, the ferromagnetic shim with a thickness of 1 mil to 11 mil was constructed by a design method in which sequential search algorithm was applied. As a result, the field homogeneity of the magnet could be significantly improved to 0.24 ppm at 20 mm DSV and 0.05 ppm at 10 mm DSV.

• 전기학회논문지
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• 제63권4호
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• pp.546-550
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• 2014

In this research, we report all the elements are placed in the space above the patient table as a transmit coil to give optimized B1+ field for the body object. Through the simulations, we compared upper-and-lower parts combined 8 channel Tx array to upper only 8 channel Tx array and showed the utilities of B1+ shimming in multi-channel Tx body imaging at 3T. Half-cylinder shaped upper array shows weak B1+ field area around back of patient without B1+ shimming. After B1+ shimming, highly induced SAR places occurred in the arm region due to the close distance to the both end elements which were driven by very high RF current to enhance B1+ in back area. The proposed upper and lower combined array provides an enhanced homogeneous B1+ field in large ROI imaging as a result of shimming over the body size phantom. Through this research we proved the usefulness of the proposed insertional upper and lower parts combined transmit array for 3T body imaging.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제1권4호
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• pp.461-465
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• 2006

This paper presents a useful and simple method to design the passive skimming system for homogeneous permanent magnets based on numerical optimization. To simulate the effects of manufacturing and assembling tolerances, the actual geometrical parameter of the magnet with a derivation is suggested. Then, the optimal design model oi a passive shim system is set up to correct the derivative of field homogeneity. The numbers, sizes and locations of the passive shims are optimized by the steepest descent algorithm combined with design sensitivity analysis. Two implementations show that the proposed method can achieve the required homogeneity of the field with the minimum quantity of ferromagnetics.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.12-16
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• 2020

As high homogeneity in magnetic field is required to increase the resolution of MRI magnets, various shimming methods have been researched. Using one of them, the design of the superconducting active zonal shim coil for MRI magnets is discussed in this paper. The magnetic field of the MRI magnet is expressed as the sum of spherical harmonic terms, and the optimized current density of shim coils capable of removing higher-order terms is calculated by the Tikhonov regularization method. To investigate all potential designs derived from calculated current density, 4 sweeping parameters are selected: (1) axial length of shim coil zone; (2) radius of shim coils; (3) exact axial position of shim coils; and (4) operating current. After adequate designs are determined with constraints of critical current margin and homogeneity criterion, the total wire length required for each is calculated and the design with a minimum of them is chosen. Using the superconducting wire length of 9.77 km, the field homogeneity over 50 cm DSV is improved from 24 ppm to 1.87 ppm in the case study for 9.4 T whole-body MRI shimming. Finally, the results are compared with the finite element method (FEM) simulation results to validate the feasibility and accuracy of the design.

• 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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• 제50권12호
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• pp.587-591
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• 2001

This paper describes the general and efficient design method of an axial and a radial shim coils to correct field impurities of various harmonic orders in the imaging volume of Magnetic Resonance Imaging magnet. Shim coils are optimized by BCLSF subroutine of IMSL, which is the well-known commercial package for optimization, aiming at maximizing the magnitude of the desired field component as well as minimizing other field components. In order to evaluate their effect, the developed method was applied to the MRI magnet constructed in KERI.

• 전자공학회논문지SC
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• 제48권6호
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• pp.57-62
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• 2011

본 논문에서는 초전도 자석의 자장 균일도를 개선하기 위한 방법으로 3가지 형태의 magnet 모델을 제안하고 각각의 자석 형태에 대하여 같은 세기의 자장을 (Magnet field strength) 가질 경우에 최소전력 방식으로 최적화된 전류 분포에 해당하는 coil wire의 길이, 그리고 해당 조건에서의 자장의 불균일도를 시뮬레이션을 통하여 비교, 분석하였다. 구성된 3가지 magnet type을 동일한 조건 (계산 점의 개수 18개, 20cm DSV)에 대해서 wire길이와 main field inhomogeneity를 비교하였으며, 이러한 시뮬레이션 결과를 통하여 얻을 수 있는 결론은 계산점의 수가 적을수록 wire의 길이는 짧아지나 field inhomogeneity는 높아진다는 것이다. 즉, Magnet shim을 수행할 경우 계산점을 줄이는 방법으로는 짧은 wire의 길이와 main field homogeneity를 동시에 만족하도록 최적화 하는 것이 거의 불가능함을 의미하는 것이다. 그러나 DSV를 줄였을 경우에 계산점을 줄였을 때에 비해 우수한 결과 값을 얻을 수 있었다. 결론적으로 공간적으로 개방되어 있는 magnet model의 경우 계산점을 줄여 shimming을 진행할 경우 동일한 imaging region의 크기에 대해 더 많은 전류(또는 wire 길이)가 필요하고 field 균일도도 떨어졌으나 작은 ROI를 대상으로 영상을 얻는 경우 유용하게 사용될 수 있다.

• Agricultural and Biosystems Engineering
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• 제1권1호
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• pp.49-53
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• 2000

A magnet assembly is a critical element of a nuclear magnetic resonance(NMR) based sensor. Magnetic flux density and homogeneity are essential to its optimum performance. Geometry and magnet material properties determine the magnetic flux density and homogeneity of the assembly. This study was carried out to develop the design for a magnet assembly. A 2-D finite element model for the magnetic assembly was developed using ANSYS and evaluated the effects of adding shimming frames and steel bars in the corners of the rectangular steel cover which surrounded the magnet. The assembly was manufactured and evaluated. According to the ANSYS model, modified pole frames increased magnetic flux density by 8.3% and increased homogeneity by 83%. Addition of steel bars in the corners increased the magnetic flux density by 1%, and improved homogeneity up to three times. The difference between simulated and measured magnetic flux densities at the center point of the air gap was within 2.4%.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 추계학술대회 논문집 Vol.17
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• pp.247-251
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• 2004

반도체 소자의 제조에 있어 실리콘 표면에 성장한 자연산화막을 제거하기 위해 일반적으로 습식 세정 기술이 이용되어 왔다. 하지만 소자의 최소 선폭(design rule)이 nano급으로 고집적화 됨에 따라 contact hole 바닥의 자연산화막을 깨끗이 제거하는데 있어서 그 한계를 나타나고 있다. 이에 대한 효과적인 대안 공정으로 가스 건식 세정 기술이 연구되고 있다. 본 논문에서는 한 번에 50매 이상의 웨이퍼를 처리함으로써 생산성 측면에서 월등한 배치식 설비에서 원거리 플라즈마(remote plasma) 장치에서 2.450Hz의 마이크로웨이브(${\mu}$-wave)에 의해 형성시킨 수소라디칼과 $NF_3$ 가스를 이용하여 실리콘에 결함을 주지 않고 자연산화막을 선택적으로 제거하는 공정에 대해 고찰하였다. AFM을 이용한 표면분석, TEM을 이용한 물성분석, 그리고 ToF-SIMS 및 XPS를 이용한 화학 분석을 습식 및 건식 세정을 비교 평가한 결과, 건식 세정 공정이 실리콘 표면에 결함을 주지 않고 자연산화막을 제거 할 수 있음을 확인하였다. 산화막$(SiO_2)$, 질화막$(Si_3N_4)$, 그리고 다결정 실리콘(Poly-Si) 등의 각 막질별 식각 특성을 고찰하였으며, $NH_3$의 캐리어 가스인 $N_2$의 주입량을 조절함으로써 수소라디칼 형성 효율의 개선이 가능하였으며, 이로부터 게이트와 소스/드레인 사이를 절연하기 위해 이용되는 질화막의 식각 선택비를 2배 정도 개선할 수 있었다. nano급 소자에 실장하여 평가한 결과에서 불산(HF)에 의한 습식 세정 방식에 비하여 약 $20{\sim}50%$ 정도의 contact 저항 감소 효과가 있음이 확인되었다.두 소자 모두 $40mA/cm^2$ 에서 이상적인 화이트 발란스와 같은(0.33,0.33)의 색좌표를 보였다.epsilon}_0=1345$의 빼어난 압전 및 유전특성과 $330^{\circ}C$의 높은 $T_c$를 보였고 그 조성의 vibration velocity는 약4.5 m/s로 나타났다.한 관심이 높아지고 있다. 그러나 고 자장 영상에서의 rf field 에 의한 SAR 증가는 중요한 제한 요소로 부각되고 있다. 나선주사영상은 SAR 문제가 근원적으로 발생하지 않고, EPI에 비하여 하드웨어 요구 조건이 낮아 고 자장에서의 고속영상방법으로 적합하다. 본 논문에서는 고차 shimming 을 통하여 불균일도를 개선하고, single shot 과 interleaving 을 적용한 multi-shot 나선주사영상 기법으로 $100{\times}100$에서 $256{\times}256$의 고해상도 영상을 얻어 고 자장에서 초고속영상기법으로 다양한 적용 가능성을 보였다. 연구에서 연구된 $[^{18}F]F_2$가스는 친핵성 치환반응으로 방사성동위원소를 도입하기 어려운 다양한 방사성의 약품개발에 유용하게 이용될 수 있을 것이다.었으나 움직임 보정 후 영상을 이용하여 비교한 경우, 결합능 변화가 선조체 영역에서 국한되어 나타나며 그 유의성이 움직임 보정 전에 비하여 낮음을 알 수 있었다. 결론: 뇌활성화 과제 수행시에 동반되는 피험자의 머리 움직임에 의하여 도파민 유리가 과대평가되었으며 이는 이 연구에서 제안한 영상정합을 이용한 움직임 보정기법에 의해서 개선되었다. 답이 없는 문제, 문제 만들기, 일반화가 가능한 문제 등으로 보고, 수학적 창의성 중 특히 확산적 사고에 초점을 맞추어 개방형 문제가 확