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- 新沉積技術(shù)實(shí)現(xiàn)定制化磁傳感器
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2016/9/26
德國(guó)電子同步加速器(DESY)研究所的研究人員發(fā)現(xiàn)一種新的沉積技術(shù)——OID，可望成為開發(fā)新一代磁傳感器的基礎(chǔ)。這項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)使其得以根據(jù)應(yīng)用需求實(shí)現(xiàn)量身打造的傳感器。
當(dāng)今的磁傳感器應(yīng)用無所不在。他們可以用于測(cè)量車輪的旋轉(zhuǎn)速度，為汽車實(shí)現(xiàn)防鎖死系統(tǒng)；讀取固定磁碟上的資料，以及檢測(cè)金屬元件上的細(xì)微裂紋。各種可能的應(yīng)用極其豐富，同時(shí)也需要個(gè)別的傳感器設(shè)計(jì)，才能為所有的這類應(yīng)用進(jìn)行測(cè)量。
這種傳感器由交變磁層與非磁層的微結(jié)構(gòu)堆疊組成，每一層的厚度僅幾納米(nm)。在外部磁場(chǎng)的影響下，這些堆疊的電阻值持續(xù)發(fā)生轉(zhuǎn)變。盡管巨磁阻效應(yīng)徹底變了傳感器，仍然留下了一個(gè)問題：傳感器所在的磁場(chǎng)強(qiáng)度正從某種狀態(tài)切換至另一個(gè)固定值。
因此，DESY的科學(xué)家開發(fā)出一種制造技術(shù)，能夠控制傳感器層的磁性。借由這一過程，它能夠“調(diào)整”在堆疊中切換每一單層所需的磁場(chǎng)強(qiáng)度。此外，還可以調(diào)整每一層的優(yōu)先磁向，以因應(yīng)相應(yīng)設(shè)計(jì)的需要。這使其能以個(gè)別的特性建置大量的各種傳感器類型。DESY研究人員暨該研究作者Kai Schlange解釋，“現(xiàn)在，經(jīng)常必須調(diào)整應(yīng)用以適應(yīng)傳感器的特性。而我們能夠定制傳感器，以因應(yīng)應(yīng)用的需求�！�
這種新的傳感器技術(shù)基礎(chǔ)在于“斜入射沉積”(OID)。通過OID過程，已知的單層得以在任何基板上形成各種磁材料。藉由改變沉積的角度，研究人員們能夠確定某個(gè)磁層是否應(yīng)該在外部磁場(chǎng)——例如0.5 millitesla時(shí)或只在磁場(chǎng)強(qiáng)度更高百倍時(shí)進(jìn)行切換。
研究人員指出，這種技術(shù)的應(yīng)用不僅針對(duì)磁單層，同時(shí)也適用于高層數(shù)的多層堆疊。生產(chǎn)這種多層的系統(tǒng)可在真空下進(jìn)行。通過采用X射線的光源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，研究人員們能夠在多層堆疊中精確地檢測(cè)出每一單層的磁特性。因此，他們能夠證實(shí)，OID使其得以植入任何復(fù)雜度的磁結(jié)構(gòu)，并以高精確度移植至擴(kuò)展的堆疊中。
“這項(xiàng)技術(shù)能夠制造出信號(hào)更精確的磁傳感器，而且包含較以往更多的信息，”主導(dǎo)這項(xiàng)研究的Ralf Röhlsberger解釋，“它明顯提高了測(cè)量旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的精確度，從根本上促成更安全的馬達(dá)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及引擎控制，特別是如果這些引擎是在極端條件下作業(yè)的�！�
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