Magnetic Sensor qualification in an industrial environment

Os sensores de magnetorresistência anisotrópica são fundamentais em várias aplicações devido ao seu baixo consumo de energia, escalabilidade e rentabilidade. Contudo, esta tecnologia estagnou nos últimos anos, sendo necessário explorar caminhos alternativos para a sua otimização.

Este estudo focou-se na otimização de sensores AMR de permalloy Ni0.8Fe0.2 para aplicações de posicionamento, atualmente em produção no INESC MN, através de diversas técnicas. A avaliação da transição do sistema N3000 para o N3600, que tem um potencial de aumento no rendimento de 78%, revelou características semelhantes entre as amostras, validando então esta mudança. A inclusão de uma camada de buffer de Ta melhorou as propriedades cristalinas, mas levou a uma diminuição do AMR.

Contrariamente, em amostras sem buffer,annealing magnético melhorou as propriedades cristalinas e magnéticas, especialmente em temperaturas mais baixas. Valores de AMR de 2,24% e 2,29% foram atingidos, permitindo estabelecer uma correlação entre o crescimento do grão e o aumento deste parâmetro. Camadas de dusting de Pt, sem annealing, melhoraram o valor de AMR de 2.04\% para 2,20\%, enquanto as de MgO resultaram numa diminuição. Após, amostras com Pt mostraram resistividade aumentada e AMR mais baixo.

Em contraste, camadas de MgO com t>1nm mostraram-se promissoras na otimização do desempenho dos sensores, atingindo valores de AMR até 2,49% após 5h a 370⁰C. À luz dos resultados, a incorporação de camadas de dusting de Pt e MgO surge como uma via promissora para adaptar o comportamento e desempenho dos sensores AMR, abrindo caminho para futuras inovações no campo da tecnologia de dispositivos magnéticos.