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

در تحقیق حاضر یک حسگر زیستی-مغناطیسی چند لایه (SiO2/CoFeSiB/Al2O3/Cr/Au) مبتنی بر اثر امپدانس مغناطیسی با استفاده از سیستم میکروالکترومکانیکی طراحی وساخته شده است. بدین منظور ابتدا شمش آلیاژ پایه کبالت با ترکیبCo15Fe4.3Si12.5B15  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 1 تا MHz 12 و حداکثر میدان مغناطیسی Oe 170 مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که حداکثر نسبت امپدانس مغناطیسی حسگر برابر با 67% و در فرکانس MHz 9 حاصل شده است که در حضور mg 1/0 از ذرات سوپر-پارامغناطیس اکسید آهن بروی سطح حسگر، به میزان 13% 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.