استفاده از فناوری‌نانو در افزایش حساسیت حسگرها

فیلم‌های نازک مغناطیسی با قابلیت تغییر جهت مغناطش از سویی به سوی دیگر، کاربردهای فراوانی (در تشخیص سلاح‌ها و انجام آزمایش‌های غیر مخرب تا ابزارهای پزشکی و سیستم‌های ذخیره‌ی داده با عملکرد بالا) دارند. میدان حالت اشباع (میدان مغناطیسی خارجی وارد بر فیلم که موجب مغناطش کامل آن می‌شود)یکی از مشخصه‌های مهم فیلم‌های مغناطیسی است. هر چه اندازه‌ی این میدان کوچک‌تر باشد حساسیت ابزار مورد استفاده در این فیلم هم بیشتر خواهد شد. اندازه‌ی این میدان رابطه‌ی مستقیمی با تنش وارد بر فیلمی دارد که آن هم تابعی از ضخامت به شمار می‌رود. به عبارت دیگر هر چه ضخامت فیلم کمتر باشد، اندازه‌ی این میدان هم کاهش بیشتری یافته منجر به افزایش حساسیت دستگاه خواهد شد؛ اما متأسفانه در اغلب کاربردهای مغناطش بالا استفاده از فیلم‌های ضخیم ضروری است.

محققان مؤسسه‌ی ملی استاندارد و فناوری (NIST) آمریکا، در بررسی‌های خود دریافتند که اضافه کردن ساندویچی لایه‌های متناوب فلزی با ساختار شبکه‌ای متفاوت به این فیلم‌های مغناطیسی تا حد زیادی به رفع این مشکل کمک می‌کند.

این محققان در آزمایش‌های خود فیلم‌های چندلایه‌ای از آلیاژ مغناطیسی نیکل‌ ـ آهن‌ـ مس‌ـ مولیبدیوم (هر کدام به ضخامت 100 نانومتر) را تهیه کرده، در میان آن لایه‌های از نقره به ضخامت پنج نانومتر قرار دادند.آنها مشاهده کردند که استفاده از این ساختار موجب می‌شود تا تنش کششی (نسبت به یک لایه‌ی یکپارچه بدون ذرات نقره با ضخامت مشابه) چیزی در حد 200 برابر کاهش یافته، میدان حالت اشباع آن 400 برابر کمتر شود. به گفته‌ی این محققان درک دقیق سازوکار این کاهش و چگونگی آن نیازمند تحقیقات بیشتر است.

از این شیوه به‌ویژه می‌توان در طراحی «متمرکز‌کننده‌ی شار مغناطیسی» ( ساختاری مغناطیسی که خطوط میدان‌های مغناطیسی خارجی را به داخل خود کشیده، آنها را در ناحیه‌ای کوچک متمرکز می‌سازد) استفاده کرد. از این دستگاه در تقویت میدان مربوط به حسگرهای مغناطیسی که کاربردهای وسیع و متنوعی دارند، استفاده می‌شود.

تاریخ : یکشنبه 88/1/30 | 1:36 عصر | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات ()

.: Weblog Themes By BlackSkin :.