Dissertação

Compact size 3D magnetometer based on magnetoresistive sensors EVALUATED

Magnetómetros são dispositivos usados para medir campos magnéticos com praticamente duzentos anos de história. Apesar de vastamente usados no dia a dia, chegando a ter aplicações espaciais, só recentemente começaram a ser melhorados em aspectos como dimensões e sensibilidade. Ao longo desta tese realiza-se a optimização de sensores magnetoresistivos por efeito de túnel, também classificados como state of the art na detecção magnética e com a vantagem de poderem ser produzidos com dimensões micrométricas. Depositaram-se stacks para produção deste tipo de sensores, com barreiras amorfas de AlOx, com a linearização dos mesmos realizada recorrendo a estratégias como a anisotropia de forma, para configurações top pinned alcançando-se um TMR de 35% e para configurações bottom pinned alcançando-se um TMR de 30%, com camadas livres e fixas compostas por (CoFe)B. Seguidamente incorporou-se NiFe na camada livre permitindo obter coercividades de 0.05 mT e TMR de 29%. Os valores de detectividade obtidos foram de 120 nT/Hz^0.5 a baixas frequências e 20 nT/Hz^0.5 a altas frequências, com um ruído caracterizado por um parâmetro de Hooge de 4.86×10^(−9) μm^2. O dispositivo final é um magnetómetro capaz de medir campos magnéticos nas três dimensões espaciais, com sensibilidade de 5.6 mV/mT e uma gama de operação entre -10 mT e +10 mT, constituído por 4 sensores individuais montados em ponte de Wheatstone em cada uma das dimensões (x,y,z).
Junções de efeito de túnel, magnetómetro 3D, linearização por anisotropia de forma, barreira de AlOx, pontes de Wheatstone.

Novembro 13, 2015, 14:0

Publicação

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Orientação

ORIENTADOR

Susana Isabel Pinheiro Cardoso de Freitas

Departamento de Física (DF)

Professor Associado