Dissertação

Magnetoresisitive sensors with pico-Tesla sensitivities EVALUATED

A deteção de sinais com baixa intensidade e frequência, visando uma aplicação em deteção neuronal, requer sensores magnéticos com elevada sensibilidade, baixos níveis de ruído e melhorada detectividade a baixas frequências de operação. A presente tese combina duas abordagens diferentes para melhorar os níveis de detectividade de sensores individuais de efeito de túnel: (i) aumento da área sensível dos sensores e (ii) incorporação de guias de fluxo magnético. Junções magnetoresistivas de efeito de túnel de MgO com camada sensível fracamente acoplada foram usadas ao longo do trabalho. As guias de fluxo magnético aumentam a sensibilidade dos sensores sem adicionarem qualquer ruído, resultando numa melhoria do seu nível de deteção proporcional ao ganho de sensibilidade. A redução do nível de ruído a baixa frequência (regime 1/f) com o aumento da área ativa do sensor é também demonstrada. Deste modo, a estratégia adoptada consiste na integração de guias de fluxo magnético em sensores com grande área, o que resulta numa sensibilidade de 147 %/mT e um nível de deteção de 1.01 nT/Hz^1/2 (547 pT/Hz^1/2) a 30 Hz (100 Hz). Na gama de altas frequências (~10 kHz) obteve-se uma detectividade de 71 pT/Hz^1/2. Os resultados obtidos são comparados com o nível de deteção de um grande conjunto de sensores ligados em série, que apresentam resultados semelhantes mediante a inclusão de guias de fluxo magnético em sensores individuais de grande dimensão. Ambas as estratégias implicam a utilização de grandes áreas efetivas, sendo adequadas quando a aplicação não requer uma elevada resolução espacial.
Camada sensível fracamente acoplada, Detectividade, Guias de fluxo magnético, Junções magnéticas de efeito de túnel, Ruído a baixa frequência

Setembro 30, 2014, 0:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Susana Isabel Pinheiro Cardoso de Freitas

Departamento de Física (DF)

Professor Associado Convidado