Detailansicht
Exploiting spin orbit torque for magnetic field sensing
concepts of multiturn sensors
Marcel Gasser
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Physics
Betreuer*in
Dieter Süss
DOI
10.25365/thesis.74894
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-23876.39347.912666-4
Link zu u:search
(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Magnetfeldsensoren spielen eine immer größere Rolle in den verschiedensten alltäglichen Anwendungsbereichen. Ob für Sicherheitsanwendungen im Mobilitätssektor, für Sensoren in mobilen Geräten oder für Positionsmessungen in der Industrie, das Potenzial von solchen Sensoren zur Messung der Magnetfeldstärke ist immens, besonders im Hinblick auf die jüngsten technologischen Fortschritte. In all diesen Anwendungsbereichen sind Genauigkeit und Empfindlichkeit auf kleine Magnetfeldänderungen wichtig. Hall-Sensoren basierend auf dem typischen Hall-Effekt dominieren dabei in diesem Bereich. Das liegt vorwiegend an deren Einfachheit, sowohl bei der theoretischen Beschreibung als auch bei der praktischen Anwendung, und an deren Genauigkeit. Allerdings sind diese nicht immer anwendbar, da sie bei der Messung kleiner Magnetfelder oft an ihre Grenzen stoßen. Praktischerweise gibt es verschiedene komplexere Hall-Effekte. Ein vielversprechender Ansatz ist die Miteinbeziehung der Elektronenspins in die theoretische Betrachtung. Spintronik hat eine Vielzahl an potenziellen Anwendungen und der Spin-Hall-Effekt könnte beispielsweise bei der Verbesserung von Magnetfeldsensoren helfen. Dieser Effekt trägt nämlich maßgeblich zum kürzlich beschriebenen Spin-Bahn-Drehmoment-Effekt (Spin Orbit Torque (SOT)) bei. Eine weitere spannende Anwendung von Magnetsensoren ist der magnetische Rotationszähler. Das Ziel dieses Sensorkonzepts ist das Zählen von Rotationen eines Magnetfeldes, wobei während der Rotationen die Stromzufuhr unterbrochen werden könnte. Somit muss nur während der Initialisierung und während des Auslesens Strom zugeführt werden, was den Sensor unempfindlich gegenüber Stromunterbrechungen während des Zählvorgangs macht. Das Anwendungsfeld für solche Sensoren ist sehr vielfältig und reicht von industriellen Realisierungen bis hin zu Sicherheitsanwendungen.
Abstract
(Englisch)
Whether for safety aims in the automotive sector, for electronical devices used daily or for industrial purposes, magnetic field sensing plays a crucial role in our everyday life. In all these application fields, a high sensing accuracy is of major importance. To sense the strength of magnetic fields, the simple Hall sensor exploiting the Hall effect is the most widely used sensor type. This is mostly due to its simplicity, both in the theoretical description and in the practical application, and due to its high accuracy. However, the Hall sensor based on the typical Hall effect with the Lorentz force controlling it is not always applicable, especially for the measurement of small magnetic fields. Fortunately, there are many different Hall effects with more complicated physical backgrounds. A very promising approach is to take the spins of electrons into account. Spintronics has a large variety of potential applications and the Spin Hall effect might help in the improvement of magnetic field sensors. This effect is one of the main contributors to the recently described Spin Orbit Torque (SOT) effect. Another interesting application of a sensor in a magnetic field is the multiturn counter. The aim of this device is to count the number of rotations of a magnetic field without the help of current enabling the field sensing at any time. Hence, the sensor is initialized and afterwards, no power supply is necessary for counting. When determining the final number of rotations, power must be supplied for readout.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Spin-Bahn-Drehmoment-Effekt magnetischer Rotationszähler Magnetfeldsensoren mikromagnetische Simulationen Spintronik Magnetowiderstand Magnetblasen
Schlagwörter
(Englisch)
Spin Orbit Torque SOT multiturn counter magnetic field sensing micromagnetic simulations Spintronics magnetoresistance magnetic bubbles
Autor*innen
Marcel Gasser
Haupttitel (Englisch)
Exploiting spin orbit torque for magnetic field sensing
Hauptuntertitel (Englisch)
concepts of multiturn sensors
Paralleltitel (Deutsch)
Ausnützung des Spin Orbit Torque für Magnetfeldmessungen
Paralleluntertitel (Deutsch)
Konzepte von magnetischen Rotationszählern
Publikationsjahr
2023
Umfangsangabe
xii, 88 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Dieter Süss
AC Nummer
AC17017214
Utheses ID
69393
Studienkennzahl
UA | 066 | 876 | |