بررسی خواص مغناطیسی و امپدانس مغناطیسی بزرگ در حسگر زیستی-مغناطیسی پایه کبالت آمورف

در تحقیق حاضر یک حسگر زیستی-مغناطیسی چند لایه (SiO۲/CoFeSiB/Al۲O۳/Cr/Au) مبتنی بر اثر امپدانس مغناطیسی با استفاده از سیستم میکروالکترومکانیکی طراحی وساخته شده است. بدین منظور ابتدا شمش آلیاژ پایه کبالت با ترکیبCo۱۵Fe۴.۳Si۱۲.۵B۱۵  در کوره القایی تحت خلاء تهیه و سپس با استفاده از دستگاه مذاب-ریسی، نوارهای انجماد سریع شده با ریزساختار آمورف تهیه شدند. جهت تهیه حسگر، یک طرح مارپیچی با ده عدد بازو با استفاده از فرآیند لیتوگرافی بر روی سطح نوار آمورف تهیه و سپس پوشش چند لایه آلومنیا/کروم/طلا  با استفاده از فرآیند کندوپاش مغناطیسی امواج رادیویی، بر روی آن پوشش دهی شد. مشخصات مغناطیسی نوار به کمک دستگاه منحنی نگار هیسترزیس و مغناطش سنج نمونه مرتعش اندازه گیری شدند. مقاومت الکتریکی ویژه آلیاژ به روش پویشگر چهار نقطه اندازه گیری شد. آزمون پراش پرتو ایکس بر روی نوار نشان دهنده ی یک ساختار آمورف نوار می باشد. اندازه و ترکیب ذرات اکسید آهن مورد استفاده در این پژوهش به وسیله ی میکروسکوپ الکترونی روبشی و آزمون پراش پرتو ایکس مشخص شدند. نسبت امپدانس مغناطیسی بزرگ (GMI) نوار و حسگرها در محدوده فرکانسی ۱ تا MHz ۱۲ و حداکثر میدان مغناطیسی Oe ۱۷۰ مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که حداکثر نسبت امپدانس مغناطیسی حسگر برابر با ۶۷% و در فرکانس MHz ۹ حاصل شده است که در حضور mg ۱/۰ از ذرات سوپر-پارامغناطیس اکسید آهن بروی سطح حسگر، به میزان ۱۳% کاهش یافته است. بنابراین، با توجه به حساسیت قابل توجه حسگر تهیه شده به نانوذرات اکسید آهن، این حسگر می تواند در کاربردهای زیستی-مغناطیسی مورد استفاده قرار گیرد. 

کلیدواژه ها:

حسگر زیستی-مغناطیسی ، نوار آمورف پایه کبالت ، اثر امپدانس مغناطیسی بزرگ ، ذرات سوپر-پارامغناطیس ، اکسید آهن ، سیستم میکرو-الکترو-مکانیکی