Dissertação

Optimization of MR sensor geometry towards picotesla detection EVALUATED

Actualmente, as spinvalve são um dos sensores magnetoresistivos mais utilizados. A lista de aplicações é extensa, abrangendo várias áreas científicas, sendo demarcada pelos limites de detecção destes sensores. As técnicas mais eficientes, que permitem melhorar esta característica, requerem a utilização de estruturas com áreas extensas. O trabalho presente nesta tese destina-se a estudar uma nova técnica, que permite melhorar a detectividade destes sensores magnetoresistivos, sem requerer maiores áreas que as do próprio sensor. Esta técnica baseia-se na utilização de spinvalves conectadas em paralelo através de empacotamento vertical, invés da actual conexão paralela no plano, que envolve o aumento da área ocupada. As medições do ruído demonstram uma redução do ruído térmico com o número de spinvalves empacotadas (M), em função de 1/raiz(M), tal como esperado teoricamente. Contudo, para o ruído 1/f, esta dependência não foi observada, tendo sido encontrada uma relação entre este ruído e a estabilidade magnética dos momentos magnéticos. Os sistemas de spinvalves empacotadas revelaram ainda redução da sensibilidade, o que indica que existem acoplamentos magnéticos entre estas spinvalves, afectando negativamente a sua detectividade. Ainda assim, foram observadas melhorias na detectividade, visto que um sistema composto por quatro spinvalves empacotadas apresentou melhores níveis de detectividade, especificamente 7.6 nT/√Hz a 30 Hz (4.4 nT/√Hz a 100 Hz), comparativamente com os valores de detectividade obtidos para uma spinvalve individual, 12.3 nT/√Hz a 30 Hz (7.6 nT/√Hz a 100 Hz). Esta influência foi investigada e, com base nas conclusões retiradas, são evidenciadas ideias para um futuro desenvolvimento desta técnica.
spinvalve, ruído, detectividade, empacotamento

Novembro 13, 2015, 16:0

Publicação

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Orientação

ORIENTADOR

Susana Isabel Pinheiro Cardoso de Freitas

Departamento de Física (DF)

Professor Associado