2007 Fiscal Year Annual Research Report
高電気抵抗膜を用いた薄膜磁界センサのサブpT台への高分解能化
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19656100
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| Research Institution | Tohoku Gakuin University |
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Principal Investigator |
薮上 信 Tohoku Gakuin University, 工学部, 准教授 (00302232)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
荒井 賢一 電気磁気材料研究所, 理事 (40006268)
小林 伸聖 電気磁気材料研究所, 電磁気材料グループ, 主任研究員 (70205475)
加藤 和夫 東北学院大学, 工学部, 講師 (60416609)
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| Keywords | 磁界センサ / 磁性薄膜 / 高感度 |
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| Research Abstract |
(1)軟磁性薄膜の電気抵抗率、比透磁率、膜厚、形状とセンサ素子(CoNbZr薄膜)の寸法に対して、ノイズレベルの増大を抑制し、SNを高めるための設計指針をシミュレーションにより求めた。抵抗率を現在のCo系アモルファス膜の100μΩcmから2桁程度大きくすることにより、感度は2倍程度増加することを示した。
(2)上記の設計指針に基づき、既存の磁性膜から本センサ開発に適した薄膜を選定した。具体的にはCoNbZr薄膜、CoFeSiB薄膜等の軟磁性薄膜、グラニュラー薄膜を使用することが本磁界センサのSN比を向上させる観点から望ましいことがわかった。
(3)上記で選定した磁性膜(CoNbZr薄膜、CoFeSiB薄膜等の軟磁性薄膜、グラニュラー薄膜)をスパッタリング法により作成し、センサに必要な磁気特性(比透磁率の高周波依存性(1MHz〜3GHz)、磁化曲線、異方性磁界等)を評価した。この結果、異方性磁界として1〜20e程度の良好な軟磁性薄膜を成膜できた。
(4)作成した磁性膜を伝送線路型センサ素子へ適用し、磁気シールドルーム内で磁界センサの分解能を評価した。1Hzの微弱磁界を印加したとき、磁界検出分解能に換算して3×10^<-12>T台が得られた。
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