Сенсоры магнитного поля на магниторезистивном эффекте

Министерство Образования и Науки РФ

Новосибирский Государственный Технический Университет

Кафедра ССОД

Реферат

на тему “Сенсоры магнитного поля на магниторезистивном эффекте”

Группа:  АО-11                                           Преподаватель:

Студент: Амельченко С.И.                                            Гридчин В.А.

Новосибирск – 2005 г.

Стремительное развитие в мире микро- и наноэлектроники, в том числе и магнитной, привело к появлению технических средств, позволяющих решать новые фундаментальные и прикладные задачи, ранее либо просто недоступные, либо чрезмерно дорогостоящие для широкого внедрения.

Примером такой задачи является магнитная локация, связанная с обнаружением объекта, обладающего дипольным магнитным полем и с определением его координат и ориентации в пространстве. В качестве сенсоров могут использоваться тонкопленочные магниторезистивные (МР) датчики магнитного поля.

Монокристаллические магнитооптические пленки ферритов-гранатов с повышенным содержанием висмута и заданными типами магнитной анизотропии, а также преобразователи на их основе предназначены для визуализации пространственно-неоднородных магнитных полей от различных источников, в том числе - подвижных магнитных носителей. Используются в дефектоскопии, криминалистике, оптической обработке информации.

Преобразователи на основе таких пленок работают в режиме оперативной визуализации (в реальном масштабе времени) и (для повышения чувствительности и пространственного разрешения) в режиме получения термокопий. Имеют многослойную структуру, включающую, помимо магнитооптического, зеркально-защитный и, при необходимости, просветляющий слои.

Магнитооптический слой выращивается методом жидкофазной эпитаксии, зеркально-защитный и просветляющий слои наносятся методом вакуумного напыления.

В настоящее время такие датчики получили широкое распространение во всем мире т.к. обладают высокой пороговой чувствительностью (менее 10-4 Э), широким температурным (-40…+150) оС и частотным (0…3) МГц диапазоном. Верхний порог измеряемого магнитного поля колеблется от 2 Э до 10 Э, в зависимости от используемого материала. Датчики выполняются по планарной технологии, имеют небольшие размеры (менее 2х2 мм2) и невысокую стоимость ( 2 - 10 долл). В ИПУ РАН разработаны новые типы многослойных тонкопленочных МР датчиков, обладающих рядом преимуществ по сравнению с выпускаемыми в настоящее время однослойными датчиками [1]. Датчики имеют четные и нечетные характеристики вход-выход, существенно меньший гистерезис, больший частотный диапазон.

Магнитная локация может найти применение в самых разнообразных областях. Во-первых, в традиционных задачах обнаружение крупных намагниченных тел, таких, как морские суда. Во-вторых, магнитную локацию можно использовать для регистрации вариации магнитного поля Земли, выявления в атмосфере или магнитосфере локальных магнитных неоднородностей. В-третьих, для бесконтактного определения дефектов в различных металлических конструкциях. Например, для ранней диагностики возможных разрывов в нефтепроводах или газопроводах [2] или городских теплотрассах. Возможно, что с помощью магнитной локации можно фиксировать возникновение в металлических конструкциях мостов, в железнодорожных рельсах микроскопических