Russian (RU)
Регистрация
Разработка наноструктурных сенсоров магнитного поля на основе метода треков быстрых тяжелых ионов для применения, в том числе, в изделиях ракетно-космической техники

Впервые проведено изучение электрофизических и гальваномагнитных свойств структур Si/SiO2/металл в широком интервале температур (1,8-310 К) и магнитных полей (до 14 Тл), позволивших определить доминирующие механизмы электропереноса в системе диэлектрик-металл-полупроводник в различных интервалах температур.

 

Схематическое изображение наносенсора магнитного поля на основе метода треков быстрых тяжелых ионов. Условные обозначения: 1) диэлектрический слой; 2) полупроводниковая подложка; 3) узкие каналы в диэлектрическом слое, заполненные металлом или слоями металлов; 4) рабочие контакты; 5) управляющий контакт.

 

Каналы в диэлектрическом слое, заполненные металлом или слоями металлов.
1) диэлектрический слой; 2) полупроводниковая подложка; 3) узкие каналы в диэлектрическом слое, заполненные металлом или слоями металлов.

 

Зависимость магнитосопротивления от температуры для наноструктурного сенсора.

 

Температурные зависимости сопротивления
в нулевом магнитном поле и в поле 12 Тл
Относительное магнетосопротивление

 

Впервые показано наличие положительного магнетосопротивления в структурах Si/SiO2/Ni при температурах менее 100 К, растущего с понижением температуры и достигающего 1000 % при температурах ~20 К. На основании полученных результатов предложена модель высокочувствительного сенсора магнитного поля. Возможное применение данных сенсоров: аппаратура космического применения, функционирующая при жидководородном охлаждении.

 

Наноструктурные сенсоры магнитного поля могут использоваться для регистрации магнитных полей в навигационных приборах и малогабаритных электромагнитных системах с характеристиками:

  • рабочий интервал индукции магнитного поля: 0,01- 10 Тл;
  • чувствительность к магнитному полю: 0,1 %;
  • магниторезистивный эффект (Т=300К): 30 %;
  • магниторезистивный эффект (Т=20-30 К): 50-1000 %;
  • диапазон температур: 4-300 К;
  • толщина рабочего элемента сенсора: 0,35-0,4 мм;
  • потребляемая мощность: 2-5 мВт;
  • рабочее напряжение: до 5 В.

 


 

В рамках проекта

Программа Союзного Государства "Нанотехнологии-СГ"

 

Ссылки на статьи

Канюков Е.Ю., Павленко А.А., Демьянов С.Е., «Низкотемпературные сенсоры магнитного поля на основе структур Si/SiO2/Ni» // Сборник докладов XI Всероссийской научно-технической конференции и школы молодых ученых, аспирантов и студентов «Научные исследования и разработки в области авиационных, космических и транспортных систем» (АКТ-2010), Россия, Калужская обл., г.Таруса, 20 – 22 октября 2010 г., с.108-115.

Е.Ю. Канюков, “Применение технологии быстрых тяжелых ионов для создания сенсоров магнитного поля” // Сборник тезисов международной научной конференции "Актуальные проблемы теоретической физики, физики конденсированных сред и астрофизики", посвященной памяти М.А. Иванова, Беларусь, Брест 23 – 24 сентября 2010 г., с.16.