Muchas aplicaciones tecnológicas modernas se basan en fuerzas magnéticas, por ejemplo, para mover componentes en vehículos eléctricos o para almacenar datos en discos duros. Sin embargo, los campos magnéticos también se utilizan como sensores para detectar otros campos magnéticos. El mercado total de sensores de campo magnético basado enLa tecnología de semiconductores actualmente asciende a USD 1.670 millones y continúa creciendo. En la industria automotriz, por ejemplo, se utilizan sensores de campo magnético más precisos en los sistemas ABS que se pueden usar para detectar la presión de los neumáticos. Esto elimina la necesidad de sensores de presión adicionales enlos neumáticos y ahorra recursos y costos. El uso de nuevas tecnologías de sensores magnetorresistivos como la magnetorresistencia anisotrópica, la magnetorresistencia gigante y la magnetorresistencia de túnel se debe principalmente a su mayor sensibilidad y a una mayor capacidad de integración.
El núcleo de los nuevos sensores de campo magnético es un elemento de película delgada ferromagnética microestructurada que puede convertir señales magnéticas. Este denominado elemento transductor cambia su comportamiento eléctrico tan pronto como se aplica un campo magnético desde el exterior; las agujas de brújula atómicas ", "los dipolos magnéticos atómicos, se realinean y, por lo tanto, cambian la resistencia eléctrica del elemento transductor. Este comportamiento se utiliza para determinar los campos magnéticos.
Sin embargo, el rendimiento de estos sensores está considerablemente limitado por varios factores. El origen físico y los límites fundamentales han sido analizados en detalle por un equipo dirigido por Dieter Süss en una cooperación entre la Universidad de Viena, la Universidad del Danubio Krems yInfineon AG en el marco del Laboratorio Cristiano Doppler "Detección y materiales magnéticos avanzados". Recientemente publicaron los resultados de sus investigaciones y propuestas concretas de soluciones en la revista Electrónica de la naturaleza .
Mediante simulaciones por computadora que han sido validadas por experimentos, los científicos demostraron que tanto las señales de interferencia como el ruido magnético y la histéresis pueden reducirse significativamente rediseñando el elemento transductor. En el nuevo diseño, los dipolos magnéticos atómicos del elemento transductorestán alineados en un círculo alrededor de un centro, similar a un huracán. Un campo magnético aplicado externamente cambia la posición del centro de este vórtice, lo que a su vez conduce directamente a un cambio en la resistencia eléctrica ". Este desarrollo muestra la primera aplicación en masade estructuras de vórtice magnético y una mejora significativa sobre los sensores magnéticos convencionales ", dice el líder del proyecto Dieter Süss. El proyecto de investigación es un excelente ejemplo donde la investigación básica y las preguntas puramente científicas, como el comportamiento de las estructuras de vórtice magnético en campos magnéticos externos, pueden conducirpara aplicaciones extremadamente exitosas ". El requisito previo para esto es una cooperación entre la ciencia yindustria, mediante la cual la industria proporciona tanto las preguntas prácticamente relevantes como las instalaciones técnicas, como salas limpias para la realización de estas tecnologías complejas ", dice Süss sobre esta importante sinergia.
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Materiales proporcionado por Universidad de Viena . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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