Датчики магнитного поля

- Лучшие датчики магнитного поля – сквиды (SQUID - superconducting quantum interference devices)

Чувствительность сквида

НТСП - 10⁻¹⁵Tл/Гц^1/2(1Гц, 4К, экранированная комната)

ВТСП - 5·10⁻¹⁴Tл/Гц^1/2(1Гц, 77К, экранированная комната)

- Атомный магнитометр с размерами микроэлектронного чипа (при минимальной потребляемой мощности)

Чувствительность - 5·10⁻¹¹Tл/Гц^1/2(10 Гц)

Мультиферроики.

Мультиферроиками называют кристаллические твёрдые тела, в которых сосуществуют хотя бы два из трёх возможных типов упорядочения (магнитного, электрического или механического). Наибольший интерес представляют магнитоэлектрические материалы, способные намагничиваться под действием электрического поля и поляризоваться при помещении в магнитное поле. Это сочетание характеристик обеспечивает им хорошие перспективы применения в микроэлектронике и спинтронике.

Сверхтонкую плёнку титаната бария нанесли на слой природного ферромагнетика (железа или кобальта). Результаты опытов подтвердили, что в области контакта с Fe или Co плёнки BaTiO₃одновременно демонстрируют спонтанные намагниченность и поляризацию, которые имеют гистерезисный характер при комнатной температуре.

Рис. Схема образца, в котором выделяются ферромагнитный (Fe) и сегнетоэлектрический (BaTiO₃) слои, а также контактная область мультиферроика. Красной стрелкой обозначено синхротронное излучение, которое может иметь правую или левую круговую поляризацию. (Ruhr University Bochum.)

Феррит -пьезоэлектрические композиты. Наличие магнитоэлектрических (МЭ) свойств в слоистых феррит-пьезоэлектрических композитах обусловлено механическим взаимодействием между магнитной и электрической подсистемами. Магнитострикция феррита во внешнем магнитном поле вызывает поляризацию электрической подсистемы посредством пьезоэлектрического эффекта.

Рис. Преобразователь энергии переменного магнитного поля в электрическое с помощью пьезоэлектрического слоя.

Новый подход к «скрещиванию» магнитных и электрических эффектов может иметь ключевое значение для создания магнитоэлектрической памяти. Хотя память на электрических эффектах быстрее и энергоэффективнее, она менее надёжна, чем основанная на магнитных эффектах. Именно это противоречие заставляет ваш компьютер использовать оперативную память и, отдельно от неё, винчестер. Если бы такие свойства можно было варьировать в одном материале, память стала бы единой. А переброска массивов информации была бы более быстрой, не нагружая при этом шину.
Другой плюс магнитоэлектрических материалов — это возможность, используя взаимосвязь магнитных и электрических параметров каждой отдельной ячейки памяти, перейти от двоичного кодирования к принципиально иной системе, когда минимальной единице памяти соответствует не только «0» или «1», а куда большее количество значений. В центре кристаллической решётки такого материала находится атом титана, окружённый «клеткой» из атомов европия и кислорода. Если на кристалле из этого материала с плотной решёткой нарастить дополнительный слой EuTiO₃, то возросшее давление на вещество в изолированной центральной части структуры позволит при приложении электрического тока стронуть с места атом титана, который в силу этого электрически поляризует всю систему. Одновременно такой сдвиг изменит магнитную упорядоченность материала. Европий и титан вместе влияют на ситуацию: положение атома титана контролирует электрическое поведение материала, а европий отвечает за его магнитные свойства.

'

Рис. Необычная структура EuTiO₃ стала ключом к магнитоэлектрическим возможностям этого материала. (Иллюстрация ANL.)

Дата добавления: 2017-09-01; просмотров: 983;

Поиск по сайту

Узнать еще