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Dissertação

Compact size 3D magnetometer based on magnetoresistive sensors EVALUATED

Detalhes: 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).
Keywords: Junções de efeito de túnel, magnetómetro 3D, linearização por anisotropia de forma, barreira de AlOx, pontes de Wheatstone.

Discussão: novembro 13, 2015, 14:0