Dissertação
{pt_PT=Magnetic Sensors on Flexible Substrates} {} EVALUATED
{pt=Sensores magnetoresistivos tem atraído interesse nas ultimas décadas devido à sua sensibilidade, baixo custo e consumo de energia e capacidade de miniaturização. Para alcançar a mesma funcionalidade em substratos flexíveis que em rígidos, as propriedades magneto-elásticas de filmes finos e a deformabilidade de polímeros devem ser estudadas. Neste trabalho estuda-se a otimização de micro-fabricação de sensores magnetoresistivos anisotrópicos em substratos flexíveis. Foram utilizados dois polímeros: Poliamida (25 e 125 µm) e Polietileno naftalato, e duas ligas ferromagnéticas foram depositadas como filme fino. Os materiais depositados são estudados em relação às suas propriedades cristalinas e magnéticas, usando técnicas de difração de raios-X e magnetómetro de amostra vibrante. O design das estruturas foi otimizado durante a fabricação à medida que obstáculos aparecem, e microscopia eletrónica de varrimento (SEM) é usada para identificar defeitos nas estruturas fabricadas. Cinco amostras foram fabricadas com sucesso e as suas propriedades de magneto-transporte foram medidas através de uma montagem experimental personalizada para aplicar deformação, integrada no aparelho existente no INESC-MN. O sinal maximo de AMR medido foi 0,90%, o que é muito próximo aos obtidos em silício. A PI-125 µm parece ser o melhor substrato para acomodar o sensor, pois obteve-se o melhor sinal AMR. Tem a desvantagem de não alcançar as mesmas curvaturas tão facilmente quanto PEN-75 µm e PI-25 µm. A poliamida mais fina mostra o menor sinal AMR, mas por outro lado apresenta os menores valores de campo de saturação e tensão axial, ainda com a vantagem de se adaptar a praticamente qualquer forma., en=Magnetoresistive sensors have attracted much interest in the past decades due to their high sensitivity, low cost and power consumption and small size. In order to achieve the same functionality on flexible substrates as on rigid, the magnetoelastic properties of thin films and deformability of polymers must be understood in depth. In this work we study the optimization of the microfabrication process of anisotropic magnetoresistive sensors on flexible substrates. Two different polymers were used, namely Polyimide (25 and 125 µm) and Polyethylene naphtalate and also two ferromagnetic alloys were deposited as thin films. The asdeposited materials are studied for their crystalline and magnetic properties, using X-ray diffraction and Vibrating Sample Magnetometer techniques. The structures design has been optimized throughout the fabrication, as obstacles appear, and SEM imaging is used to identify defects in the fabricated structures. Five samples were successfully fabricated and their magneto-transport properties were measured through a custom bending setup integrated on the existing apparatus at INESC-MN. A maximum AMR ratio of 0.90% was accomplished, which is very close to silicon counterparts. PI-125 µm seems to be the best substrate for the sensor layer, as it yielded better AMR signal, it has the drawback of not reaching the same curvature as easily as PEN-75 µm and PI-25 µm. The thinner polyimide shows the lowest AMR ratio, but on the other hand it also presents the lowest saturation field and stress values, with the advantage of conforming to almost any shape.}
novembro 12, 2019, 11:0
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