Journal of Nanoscience and Nanotechnology Vol 12 7496

Journal of Nanoscience and Nanotechnology Vol. 12, 7496– 7500, 2012 Высокие характеристики магнитоимпеданса в Fe. Ni/Ti наноструктурированных мультислоях с открытым магнитным потоком E. Fernбndez 1, A. V. Svalov 1, 2, A. Garcнa-Arribas 1, J. Feuchtwanger 1, J. M. Barandiaran 1, and G. V. Kurlyandskaya 1, ∗ 1 Departamento de Electricidad y Electrуnica, Universidad del Paнs Vasco UPV-EHU, Spain 2 Кафедра магнетизма и магнитных наноматериалов, Уральский Федеральный Университет, Россия.

ВВЕДЕНИЕ § Магнитоимпеданс предлагается как чувствительный элемент для различных технических приложений, включая биосенсоры. § Тонкие пленки являются наиболее подходящим вариантом для проектирования нано-аналитических систем, но присутствуют две важные проблемы: 1. Необходимость улучшения низкой чувствительности детектора поля; 2. Трудности установки чувствительного элемента осажденного на жесткую подложку в микрофлюидной системе без значительного снижения чувствительности магнитного детектора. § Гибкая подложка может быть очень привлекательным решением проблемы для МИ биосенсоров.

ОБРАЗЕЦ § Использование магнитных компонент Fe. Ni/Ti, Fe. Ni/Ag, Fe. Ni/Si. O 2 в мультислоистых структурах, вместо чистых слоев Fe. Ni. § Использование наноструктурирование. § Мультислоистая структура [Fe. Ni (170 нм)/Ti (6 нм)]3/Cu (LCu) /[Ti (6 нм)/Fe. Ni (170 нм)]3 осажденная на стеклянную и гибкую подложки при LCu=250 или 500 нм. Схематическое изображение мультислоистого образца [Fe. Ni/Ti]3/Cu/[Ti/Fe. Ni]3. IAC - направление переменного тока для исследований магнитоимпеданса.

ЭКСПЕРИМЕНТ § Петли гистерезиса, полученный магнито-оптическим эффектом Керра. § Исследованы изменения полного импеданса Z, действительной R и мнимой X его компонент в зависимости от внешнего магнитного поля и частоты тока. § В целях тестирования чувствительности МИ на поверхности образца были приложено давление в интервале от 0 до 1000 Па. Петли гистерезиса, измеренные вдоль оси трудного намагничивания для [Fe. Ni/ Ti]3/Cu/[Ti/Fe. Ni]3 слоев. Толщина центрального слоя Cu показана в нм. Выбранные свойства [Fe. Ni/Ti(6 нм)]3/Cu/ [Ti(6 нм)/Fe. Ni(нм)]3 магнитных слоистых структур. Коэрцитивное поле Нс, измеряли в направлении ОЛН образца порядка 0, 5 Э для всех образцов; поле анизотропии Ha, было измерено в направлении оси трудного намагничевания.

РЕЗУЛЬТАТЫ § Наибольшее значение ∆Z/Z и его чувствительности получены для образца S 2 при низких частотах порядка 30 -40 МГц по сравнению с образцом S 1. Образцы осаждены на стеклянную подложку. § Значение ∆Z/Z и его чувствительности по отношению к внешнему полю примерно в 2 раза меньше для гибких подложках (образцы S 3, S 4) , но полученные значения немного выше чувствительности МИ для лучших МИ структур. § Значение ∆Z/Z и его чувствительности получены в высоком частотном интервале (f=30 МГц для S 2 и f=65 МГц для S 4), но частота ниже 100 МГц, что является привлекательным для практических применений. Частотные зависимости соотношение МИ (а) и чувствительности МИ (б) для многослойных[Fe. Ni/Ti]3/Cu/[Ti/ Fe. Ni]3 пленок нанесенных на гибкие подложки. Толщина центрального слоя Cu показана в нм. Частотные зависимости соотношения МИ (а) и чувствительности МИ (б) для многослойных[Fe. Ni/Ti]3/Cu/[Ti/Fe. Ni]3 пленок нанесенных на стеклянные подложки. Толщина центрального слоя Cu показана в нм.

ОПЫТНЫЙ ОБРАЗЕЦ ДЛЯ ДАТЧИКА ДАВЛЕНИЯ § Многослойные [Fe. Ni/Ti]3/Cu(Lcu = 250 нм)/[Ti/Fe. Ni]3 осажденные на гибкой подложке; полевая зависимость соотношения МИ для полного сопротивления и его компонентов (а); полевые зависимости отношение ∆R/R для различных значений приложенного давления; выбранные рабочие точки W 1 (H = 8 Э), W 2 (∆R/R =(∆R/R)max), W 3 (H = 4 Э) или W 4 (H ≈ 0) (б); зависимости значения отношения ∆R/R от величины приложенного давления для выбранных рабочих точек W 1 -W 4 (в). § Самая высокая чувствительность 0, 086 %/Па наблюдается в интервале давлений от 400 до 1000 Па.

ВЫВОДЫ § Разработаны и сравнительно тестированы мультислоистые пленки [Fe. Ni (170 nm)/Ti (6 nm)]3/Cu (LCu= 250 or 500 nm)/[Ti(6 nm)/Fe. Ni (170 nm)]3 осажденные на стеклянную или микрофлюидную систему совместимую с циклоолефиновым сополимером; § Максимум чувствительности импеданса s(∆Z/Z) = 110 %/Э при частоте возбуждаемого тока в f=30 МГц многослойной пленки [Fe. Ni/Ti]3/Cu (LCu = 500 нм)/[Ti/Fe. Ni]3, полученной осаждением на стеклянную положку и чувствительность s(∆Z/Z) = 45 %/Э при частоте возбуждающего тока f = 64 МГц для данной пленки, осажденной на гибкую подложку; § Представленные пленки перспективны для технологических приложений, в качестве магнитоимпеданстного чувствительного элемента для детектора давления, как было представлено.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!