Fluxgates are the most sensitive room-temperature magnetic sensors. Up to now the efforts to miniaturize them led to substantial degradation of their parameters.Our recent results suggest that transverse fluxgate effect in thin layers is promising for future miniature magnetic sensors with high resolution (below 1 nT) and good stability (10 nT in the wide temperature range). We also have found that the single-domain model developed by Primdahl cannot explain the principle of operation of these sensorsand it cannot be used for their design. We will develop and verify a new model for thin-film transverse fluxgates. The basic technology used for the new sensors will be electrodeposition of amorphous, nanocrystalline and microcrystalline layers. We also plan to test laser ablation and other technologies available at the Institute of Physics. We will study mechanisms of induced anisotropy in these layers and their effect on sensor performance.In the frame of the proposed project we also plan to design (en)
Fluxgate senzory jsou nejcitlivější magnetické senzory, které pracují za pokojových teplot. Dosavadní pokusy o jejich miniaturizaci však vedly k prudkému zhoršení parametrů.Naše nedávné výsledky naznačují, že transversální fluxgate efekt v tenkých vrstvách je nadějným principem pro budoucí miniaturní magnetické senzory s vysokým rozlišením (pod 1 nT) a dobrou stabilitou (10 nT v širokém rozsahu teplot). Zároveň jsme však zjistili, že jednodoménový model odvozený Primdahlem nevysvětluje uspokojivě princip činnosti těchto senzorů a není ho možno použít při jejich návrhu.Odvodíme a verifikujeme nový model činnosti tenkovrstvých fluxgate senzorů.Základní technologií pro nové senzory bude elektrodepozice amorfních, nanokrystalických a mikrokrystalických vrstev. Plánujeme i vyzkoušení laserové ablace a dalších technologií dostupných ve Fyzikálním ústavu. Budeme studovat mechanismy indukované anizotropie v těchto vrstvách a její vliv na parametry.Chceme také ověřit i zcela nový typ
Během řešení projektu jsme navrhli dvou-doménový model ortogonálního fluxgate senzoru, který lépe charakterizuje fluxgate efekt v tenkých vrstvách, než dosavadní model Primdahla. Platnost modelu jsme experimentálně ověřili. Vytvořili jsme také jednoduchý model pro nově navržený bezcívkový fluxgate senzor, jehož princip byl patentován (národní a evropský patent). Ve spolupráci se španělskými partn (cs)
We proposed and experimentally verified new two-domain model of orthogonal fluxgate sensor. This model describes the fluxgate effect in thin films better than the commonly accepted model developed by Primdahl. The model was experimentally verified. We also patented new coilless fluxgate sensor and developed a simple model for this device. In collaboration with our Spanish partners we improved te (en)