Dissertação

Material optimization: Magnetic thin films and advanced Spintronic devices EVALUATED

O presente trabalho foca-se no estudo e consequente otimização dos materiais utilizados em junções magnéticas de efeito de túnel, com o objetivo de serem utilizadas como sensores magnéticos em aplicações industriais diversas. As junções são baseadas em "sandwiches" de Co(40)Fe(40)B(20)/MgO/Co(40)Fe(40)B(20) depositados num sistema de sputtering magnético Nordiko 2000, com não-uniformidades de 8%. A microfabricação foi efetuada em ambiente de sala limpa recorrendo a litografias óticas para criar os padrões das junções. Após fabricação as amostras são caracterizadas electricamente, através de um sistema de medição a 4 pontas com campo magnético controlado, e magneticamente, através de um magnetómetro de amostras vibrante. Sensores magnéticos com resposta linear foram obtidos com base na modificação da geometria da junção, ainda que com comportamento coercivo, com sensibilidades na ordem dos 40 %/mT e variando entre 0.2 kΩ/mT e os 349.85 kΩ/mT. Fabricação de junções em ponte Wheatstone foi efetuada e integração em chips em processos com fatores de produção máximo de 71% ( ~500 sensores) para amostras de 1 polegada, e 68% em amostras de 2 polegadas ( ~4000 sensores). Duas estratégias adicionais foram analisadas para a linearização da camada livre da junção. Utilizando ímans permanentes, em duas configurações diferentes (Cima e lado da junção), obtendo-se em ambos os casos curvas lineares com sensibilidades ~6 %/mT e ~18 %/mT (respetivamente). Através de superparamagnetismo, sensibilidades de 13 %/mT foram obtidas. Finalmente com a integração do projeto numa colaboração industrial, um método de caraterização eficiente foi desenvolvido para análise dos sensores fabricados.
Junções magnéticas de efeito de túnel, sensibilidade, camada livre, ímans permanentes, geometria da junção

Janeiro 4, 2018, 9:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Susana Isabel Pinheiro Cardoso de Freitas

Departamento de Física (DF)

Professor Associado