Dissertação

{pt_PT=Controlled shaping of functional microstructures} {} EVALUATED

{pt=Sensores magnetoresistivos flexíveis que exibem Magnetoresistência Gigante (GMR) foram investigados para demonstrar conformação tubular. Os sensores (válvulas de spin - SV) são estruturas funcionais capazes de detetar pequenos campos magnéticos, alterando a sua resistência à passagem de uma corrente polarizada em configuração plana e tubular. O fabrico destes dispositivos e conseguido através da adaptação de processos já otimizados para substratos rígidos típicos (vidro, bolacha de Si) com base na deposição por magnetron sptuterring e padronização por litografia ótica. A conformação tubular foi obtida por moldagem térmica com moldes cilíndricos de dois raios diferentes. Amostras com uma matriz de dez SV foram padronizadas em estruturas de geometria retangular, altura (h) × largura (w) em substratos de poli (tereftalato de etileno) (PET). Os dispositivos padronizados foram caracterizados em termos da sua resposta de magnetotransporte após fabricação e depois do processo de moldagem. Análise da morfologia de superfície das estruturas via microscopia eletrónica de varrimento (SEM) foi igualmente realizada nestes checkpoints. As amostras fabricadas exibiram MR ≈ 4.5 - 5 % e campos predominantemente coercivos: Hc ≈ 20 Oe, mas campos de 1 Oe foram atingidos. Analises SEM da superfície das estruturas das sucessivas gerações de amostras fabricadas, revelaram uma evolução clara do processo de fabrico. Boa definição de arestas, menor densidade de defeitos, menos resíduos de liftoff e perfil constante dos sensores SV são indicadores desta evolução. A conformação tubular foi conseguida a TMold = 100 °C durante 20 minutos., en=Flexible magnetoresistive sensors displaying Giant Magnetoresistance (GMR) have been investigated to demonstrate self-standing tubular shape conformation. Spin valve sensors (SV) act as functional structures capable of sensing small external magnetic fields by changing their resistance under a bias current supply in a flat and tubular configuration. Fabrication of these devices is achieved by adaptation of already optimized processes for typical rigid substrates (glass, Si wafers) based on deposition by magnetron sputtering and patterning by optical lithography. The shaping conformation was carried out by thermal molding with cylindrical molds of two different radius. Samples with an array of ten SV where patterned into structures with rectangular shape, height (h) × width (w) onto poly(ethylene terephthalate) (PET) substrates. The patterned devices were characterized in terms of their magnetotransport response after fabrication and after the molding process. Also, SEM imaging analysis of the surface morphology of the microstructures was performed at this checkpoints. The fabricated samples yielded an MR ≈ 4.5 - 5 % and predominantly coercive fields: Hc ≈ 20 Oe, but values as low as Hc = 1 Oe were targeted. Surface analysis of successive samples generations revealed that defects as lack of edge definition, stripping and liftoff residues and SV height variations were lessened with fabrication optimization. Tubular shape conformation was better achieved by molding at a temperature, TMold = 100 °C for 20 minutes. }
{pt=Moldagem Térmica, Sensores válvula de spin, Conformação geométrica, Magnetotransporte, Morfologia de superfície, en=Thermal Molding, Spin Valve sensors, Shape Conformation, Magnetotransport, Surface Morphology}

Novembro 12, 2018, 10:0

Publicação

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Orientação

ORIENTADOR

Diana Cristina Pinto Leitão

Departamento de Física (DF)

Professor Auxiliar Convidado