KR101744107B1 - 자기전기 센서 및 자기전기 센서의 생산을 위한 방법 - Google Patents

자기전기 센서 및 자기전기 센서의 생산을 위한 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101744107B1
KR101744107B1 KR1020157011982A KR20157011982A KR101744107B1 KR 101744107 B1 KR101744107 B1 KR 101744107B1 KR 1020157011982 A KR1020157011982 A KR 1020157011982A KR 20157011982 A KR20157011982 A KR 20157011982A KR 101744107 B1 KR101744107 B1 KR 101744107B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
sensor
ferroelectric
magnetostrictive
ferroelectric layer
Prior art date
Application number
KR1020157011982A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150068453A (ko
Inventor
안드레 피오라
에크하르트 크반트
Original Assignee
크리스티안-알브레히츠-우니버지태트 추 킬
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 크리스티안-알브레히츠-우니버지태트 추 킬 filed Critical 크리스티안-알브레히츠-우니버지태트 추 킬
Publication of KR20150068453A publication Critical patent/KR20150068453A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101744107B1 publication Critical patent/KR101744107B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/09—Magnetoresistive devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/08—Measuring electromagnetic field characteristics
    • G01R29/0864—Measuring electromagnetic field characteristics characterised by constructional or functional features
    • G01R29/0878—Sensors; antennas; probes; detectors
    • H01L41/02—
    • H01L41/047—
    • H01L41/18—
    • H01L41/22—
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Hall/Mr Elements (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)
  • Thin Magnetic Films (AREA)

Abstract

본 발명은 새로운 유형의 자기전기 센서(magnetoelectric sensor)에 관한 것으로, 자기전기 센서는 박막 기술의 알려진 방법들에 의해 생산될 수 있고, 미리 결정된 자기장에 대한 알려진 벤딩 빔 센서(bending beam sensor)보다 수배 더 높은 ME 전압을 출력한다. 분리-층 ME 센서로 지칭되는 구성은, 강유전성 페이즈(ferroelectric phase)(10)와 자기변형 페이즈(magnetostrictive phase)(12) 사이의 두꺼운 유전체층(14)의 어레인지먼트, 및 강유전성 재료(10)의 일 측에 적용되고 층 범위를 따라 ME 전압을 탭핑(tap)하도록 설계되는 전극 어셈블리(18)를 특징으로 한다. 유리하게, 구성은, 전방측 및 후방측 각각 상에서 기능층들(10, 12) 중 하나를 이용하여 종래의 유전체 기판들(14)을 코팅함으로써 용이하게 생산될 수 있다.

Description

자기전기 센서 및 자기전기 센서의 생산을 위한 방법{MAGNETOELECTRIC SENSOR AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF}
본 발명은, 자기변형 층(magnetostrictive layer), 강유전체 층(ferroelectric layer), 및 전기적으로 비-전도성의 ― 아래에서: 유전체 ― 지지층으로부터의 층 스택을 포함하는, 자기장들을 측정하기 위한 자기전기(magnetoelectric) ― 줄여서: ME ― 센서에 관한 것이다.
2년여 동안, 자기전기 복합체들은, 매우 작은, 일반적으로 시간-종속적인 자기장들을 측정하는 것을 목표로, 센서 기술(sensorics)의 연구 영역에 초점을 맞춰 왔다. 자기전기 복합체들은 자기변형 및 압전 페이즈(magnetostrictive and a piezoelectric phase)로 이루어진다. 강유전체들이 또한 압전 재료들 사이에 있다.
자기장(H)은, 압전기에 대한 기계적 커플링에 의해 전달되는 자기변형 페이즈의 길이의 변화를 초래하며, 거기에 기계적 장력 또는 전단 응력(mechanical tensile or shear stress)을 발생시킨다. 압전 재료에서, 압전 전압 상수(piezoelectric voltage constant)(g)는, 측정될 수 있는 자기전기 전압(UME)에서 거시적으로 초래되는 유전 분극(dielectric polarisation)을 생성한다. 여기서, 달성가능한 전압(UME)(아래에서 또한 ME 전압)은, 압자기 계수(piezomagnetic coefficient)(dm), 압전 전압 상수(g), 2개의 페이즈들의 커플링(k) 및 압전 재료의 층 두께(z)에 정비례한다(식(1)).
Figure 112015043940617-pct00001
자기전기 복합체는 일반적으로, 단순 플레이트 커패시터같이 제조된다. 여기서, 유전체로서 압전 재료 ― 예를 들어, 알루미늄 질화물(AlN), PZT(lead zirconate titanate) ― 가, 전극들로서 작용하는 전기 전도층들 사이에 배열된다. 자기변형 페이즈는 일반적으로, 금속성의 자기변형 재료가 어쨌든 이용될 경우에, 전극들 중 적어도 하나로서 설계된다. 금속성 재료들의 이점은 자기변형 효과의 크기이다. 가장 높은 압자기 계수(piezomagnetic coefficient)들은, Metglas® (FeCoSiB)와 같은 금속성의 비정질 재료들로 관찰될 수 있다.
추가의 컴포넌트들로서 기능층들을 위한 지지들을 일반적으로 나타내는 박막 복합체들로서의 자기전기 복합체들이 엔지니어에게 추가로 알려져 있다. 센서 어레이들을 생산하기 위해 그리고 작은 요구되는 치수들을 위해 이러한 복합체들을 이용하는 것이 유리하다. 접착 기술, 다르게는 컴팩트 재료들을 위한 종래의 본딩 기술이 필요 없어질 수 있다는 추가의 이점이 여기서 확인될 수 있다. 접착제 층에 의해, 길이에 있어서의 자기변형 변화를 부분적으로 흡수할 수 있는 층이 페이즈들 사이의 계면에서 생략된다. 특히, 이는 또한, 박막 ME 센서들의 재현성(reproducibility)을 개선한다.
박막 ME 센서들은 종종, 일 측 상에서 클램핑(clamp)되는 캔틸레버 빔(cantilever beam)들로서 설계된다. 공진하여 동작하는 캔틸레버 빔들이 높은 성능 지수(figure of merit)에 따라, 매우 높은 자기전기 전압들을 나타낸다는 것이 여기서 관찰된다(H. Greve, E. Woltermann, H.-J. Quenzer, B. Wagner, and E. Quandt, "Giant magnetoelectric coefficients in (Fe90Co10)78Si12B10-AlN thin film composites", Applied Physics Letters, vol. 96, 2010, p. 182501).
도 1에서, 종래 기술에 따른 ME 캔틸레버-빔 센서(ME cantilever-beam sensor)가 개요된다. 일 측 상에 고정되는 기판 스트립(14) 상에, 첫 번째로 하부 전극(16)이, 하부 전극(16) 상에 압전층(piezoelectric layer)(10)이, 그리고 다시 압전층(10) 상에 금속성 자기변형 층(12)이 배열된다. ME 전압(UME)은 도시된 바와 같이, 하부 전극(16)과 자기변형 층(12) 사이에 탭핑(tapping)된다.
도 1에 따른 캔틸레버-빔 센서들은 마이크로시스템 기술(microsystems technology)의 방법들을 이용하여 제조된다. 통상의 기판들(14)은 실리콘 웨이퍼들이고, 실리콘 웨이퍼들 상에, 단일 층들이, 캐소드 스퍼터링(cathode sputtering) 또는 물리적 기상 증착(PVD) 또는 솔 겔 방법(sol gel method) 같은 알려진 방법들을 이용하여 증착된다. 코팅된 웨이퍼들은 일반적으로, 리소그래픽적으로(lithographically) 패터닝되고, 그 다음으로, 실제 캔틸레버 빔들을 다이싱(dicing)하는 것이 뒤따른다.
박막 ME 센서들의 경우에, 기판(14)은 서문에서 언급된 층 스택의 일체부(integral part)를 형성하는데, 그 이유는, 그들의 작은 두께 때문에, 기능층들(강유전성, 자기변형)(10, 12)이 캔틸레버될 수 없기 때문이다. 서문에서 언급된 지지층은 기판(14)을 이용하여 식별될 수 있다.
이미 설명된 바와 같이, 여기 자기장 세기에 대한 측정가능 ME 전압의 비율은, 압전체의 층 두께, 또는 말하자면, 압전 페이즈에 걸친 전극들의 거리에 비례한다. 그러므로, 미리 결정된 자기장 세기로부터 발생하는 ME 전압은, 압전체의 층 두께를 증가시킴으로써 증가될 수 있다.
박막 ME 센서들과 관련하여, 이러한 전략은, 마이크로시스템 기술의 종래의 방법들을 이용할 때 제한된다. 특히, 제한들은 잔류 응력들 및 낮은 증착 레이트로부터 초래된다.
명세서 US 2008/0193780 A1로부터 대안이 추측될 수 있다. 매트릭스 에폭시드(matrix epoxide)의 ― 이러한 경우, 예를 들어 PZT(lead zirconate titanate)로부터의 ― 평행 연장 강유전성 섬유(parallel extending ferroelectric fibre)들의 어레인지먼트에 의해 코어가 형성되는, 층 스택으로서 구성된 ME 센서가 제안된다. 이와 같이 형성된 층-형상 강유전성 복합체(layer-shaped ferroelectric composite)의 평평한 측들 양쪽 모두 상에, 하나의 인터디지털 전극(interdigital electrode) ― 줄여서: IDT ―, 전기 절연체로서의 얇은 폴리머 막 ― 도 2, 도 28A 및 도 28B, 및 단락 0057 "절연 필드" 참조 ―, 및 금속성 자기변형 층(Metglas®)이 각각의 경우에서 배열된다. 여기서, 전극들은, 동일한 극성을 갖는 전극 핑거(electrode finger)들이, 하나가 다른 것의 상부에 놓이는 식으로, 직접적으로 놓이도록 배열된다. 폴링(poling)에 의해, 반대 극성의 이웃 전극 핑거들 사이에서 섬유 방향 ― 길이방향 ― 을 따라 공간적으로 교번(alternate)하는 방식으로 강유전성 복합체의 분극 벡터(polarisation vector)가 배향될 수 있다. 명세서는 "푸시-풀 유닛들(push-pull units)"을 언급하고, 관련된 도 2의 확대 상세 200을 나타낸다.
원칙적으로, IDT를 통한 신호 탭핑은, 전극들의 핑거 거리를 선택함으로써, 미리 결정된 자기장을 위해 ME 전압이 얼마나 커질 것인지를 확립하는 것을 가능하게 한다. 그 원칙은: 핑거 거리가 클수록, ME 전압이 크다는 것을 유지한다.
오해를 피하기 위해, 여기서 그리고 아래에서, 전극 어레인지먼트의 핑거 거리가, 2개의 상호 접촉하지 않는 전극들의 최소 거리, 또는 대안으로서, 미리 결정된 전압이 전극들에 인가될 때 가장 큰 전기장 세기가 경로 양단에 존재하는 그러한 경로의 길이를 명시한다는 것을 분명히 한다. 특히, 인터디지털 전극들에 관하여, 전극들의 인터디지팅 핑거들 및 결과적으로 어디에서든 균일하게 존재하는 핑거 거리는 당업자들에게 알려진 용어들이다.
US 2008/0193780 A1에 따른 ME 센서는, 심지어, 강유전성 복합체의 두께가, 100 내지 350 ㎛로 명시되는 강유전성 섬유들의 두께에 적어도 대응해야 한다는 이유 때문에, 박막 ME 센서로는 거의 지칭될 수 없다. 이는, 마치 복합체 플레이트가 캔틸레버되고, 양쪽 모두의 측들 상에서, 명백하게 이미 인터디지털 전극들의 각각의 하나의 쌍을 지지하는 폴리머 막에 의해 커버되는 것처럼 보인다. 양면 접촉(two-sided contacting)은 아마도, 필요한 전기 폴링 동안 두꺼운 복합체 플레이트 내부에 더 균질한 필드 분포를 발생시키도록 기능한다. 약 25 ㎛의 층 두께로 폴리머 막 상에 적용될 자기변형 재료는, 적용 동안 거기에서 고온을 생성하지 않아야 하거나 고온에 노출되지 않아야 하는데, 그 이유는 그렇지 않으면 폴리머가 손상될 수 있기 때문이다. 대체로, US 2008/0193780 A1의 센서의 제조는, 문제가 있거나 적어도 복잡하고 입증된 대량 생산 방법들과 호환가능하지 않을 것으로 보인다.
US 2007/252593 A1, US 2011/077663 A1, JP 11126449 A 및 US 2008/145693 A1은 종래 기술에 관한 추가의 문서들로서 명명될 것이다.
강유전체 층의 범위를 따르는 ME 전압 탭핑의 개념이 취해져서 ME 센서들, 특히 마이크로시스템 기술의 일반적인 방법들을 이용하여 제조될 수 있는 박막 ME 센서들에 전달되는 경우, 여러 문제점들에 직면한다.
ME 센서의 통상의 강유전체 층은 세라믹이고, 일반적으로, (예를 들어, 솔 겔 방법들 또는 스크린 프린팅의 경우에서) 유기 재료를 또한 포함하는 전구체의 형태로 기판 상에 적용된다. 이러한 층은 열분해(pyrolyze)되고 500 ℃ 초과의 온도들에서 열처리 동안 결정화된다. 강유전체 층의 제조는 또한, 캐소드 스퍼터링 또는 펄스 레이저 증착(pulsed laser deposition)에 의해 발생될 수 있다. 이러한 경우들에서 또한, 증착은 상승된 온도들에서 발생하고, 500 ℃ 초과의 후속 열처리가 결정화를 위해 요구된다.
종래의 하부 전극을, 층의 범위를 따라 전압 탭핑하기 위해 제조되는 전극으로 대체하는 것은 적합하지 않는데, 그 이유는, (예를 들어, 귀금속, 즉 백금(platinum) 또는 금(gold)으로) 구성된 전극 층의 존재의 결과로서 강유전체의 결정화가 방해받는 것이 예상되어야 하기 때문이다. 강유전체의 결정화 후에, 이러한 전극이 강유전체 층 상에 배열될 수 있는데, 이는 노출된 외측면을 나타내어야 한다.
처음에, 이는 층 어레인지먼트의 시퀀스를 반전시키는 것을 제안하는데, 즉, 기판 상에 첫 번째로, 자기변형 재료가 적용되고, 차례로, 자기변형 재료 위에 강유전체가 적용된다. 이는 또한, 반전 층 시퀀스(inverted layer sequence)로 지칭될 수 있다.
그러나, 자기변형 재료는, 제 1 위치에서 자기변형 특성들을 나타내기 위해 자기 이방성(magnetic anisotropy)을 요구한다. 자기 이방성은 예를 들어, 자기변형 재료가 자기장에 있어서 제어된 컨디션들 하에서 증착되거나, 이후 자기장에 있어서 열처리되는 경우에 생성될 수 있다. 다른 가능성은, 현재까지 공개되지 않은 EP 11 171 354.1로부터 나타난다. EP 11 171 354.1에 따르면, 자기변형 층은, 교번하는 강자성(ferromagnetic, FM) 및 반강자성(anti-ferromagnetic, AFM) 층들의 다층 스택 시스템으로서 생성되고, 여기서 교환 바이어스(exchange bias)가 형성될 수 있다. 심지어 바이어스 자기장의 부재시에도 ― 그렇지 않으면 적합한 동작 포인트를 설정하기 위해 바이어스 자기장이 요구됨 ―, 결정될 수 있는 방향을 따라 높은 압자기 계수가 층들에서 생성되도록, AFM 층들의 조정가능한 배향은 FM 층들의 자기 쌍극자(magnetic dipole)들을 "고정시킨다(pin)". EP 11 171 354.1에 따른 다층 스택 시스템의 이용은, 센서 어레이들을 제조하는데 매우 유리한 것으로 고려되는데, 그 이유는, 개개의 센서들 사이의 자기 상호작용이 매우 작고, 따라서, 이들은 서로 간섭하지 않기 때문이다.
그러나, 앞서 언급된 자기변형 층들에 있어서, 이러한 층들을, 세라믹 강유전체를 결정화하기 위해 필요한 온도들에 노출시키는 것이 매우 명백하게 제외되는데, 그 이유는, 결과적으로 이러한 층들이 영구적으로 손상될 것이기 때문이다. 다층들이 이용되는 경우, 예를 들어, 확산이 층 설계를 파괴할 수 있거나, 비정질 층들이 상승된 온도에서 결정화될 수 있다.
반전 층 시퀀스(앞서의 내용 참조)를 갖는 ME 센서의 구성이 성공적일지라도, 아무리 늦어도 인터디지털 전극 등을 갖는 강유전체 층이 폴링될 때, 전극들의 현저하게 증가된 핑거 거리는, 달성될 106 내지 107 V/m의 요구되는 전기장 세기를 위해 상응하게 증가된 전압을 인가하는 것을 또한 요구한다는 문제가 발생한다. 수 마이크로미터의 범위의 층 두께들을 갖는 박막 ME 센서들의 경우, 이는 상당히 문제시 되는데, 그 이유는, 강유전체 층의 일 측 상에서, 전극 어레인지먼트의 반대편에 작은 거리를 두고, 자기변형 재료가 배열되는데, 자기변형 재료는 일반적으로 금속성이고 따라서 전기장을 강하게 왜곡시키기 때문이다. 양호하게 재현될 수 있거나 심지어 균일한 강유전체의 폴링은 이러한 방식으로는 거의 달성될 수 없다. 오히려, 전압이 너무 크게 선택되는 경우, 강유전체의 전기 절연 파괴가 예상되어야 하고, 그러므로 결국 회로는 자기변형 층에 의해 클로징(closed)될 수 있다.
이러한 배경기술에 따르면, 본 발명의 목적은, 종래의 캔틸레버-빔 센서보다 현저하게 더 높은 ME 전압을 탭핑하는 것을 가능하게 하고, 동시에 종래의 증착 방법들을 이용하여 생산될 수 있는 새로운 유형의 ME 센서를 제안하는 것이다.
그 목적은 자기전기 센서에 의해 달성되며, 자기전기 센서는 자기변형 층, 강유전체 층, 및 전기적으로 비-전도성의 지지층으로부터의 층 스택을 포함하고, 지지층이 강유전체 층보다 더 두껍고, 자기변형 층과 강유전체 층 사이에 배열되는 것을 특징으로 하고, 층의 범위를 따라 신호 전압을 탭핑하기 위해 제조된(engineered) 전극 어레인지먼트가 강유전체 층 상에 배열되고, 전극 어레인지먼트의 핑거 거리(finger distance)가 강유전체 층의 두께보다 더 큰 것을 추가로 특징으로 한다.
종속 청구항들은, 청구항 제 1 항에 따른 ME 센서의 유리한 설계들을 명시하거나 제조 방법과 관련된다.
그러므로, 본 발명의 기본 개념은, ME 센서의 2개의 기능층들 사이에 유전체 재료로부터의 층을 배열함으로써, ME 센서의 2개의 기능층들을 공간적으로 분리하는 것이다. 그러므로, 기능층들의 거리는, 강유전체 층의 두께보다 더 클 것이고, 바람직하게는 몇 배 더 클 것이다. 그러므로, 기능층들 사이의 유전체 층은, 전기 절연시키고, 또한 거리를 유지하는 양자 모두의 목적을 갖는다. 새로운 ME 센서의 기능층들 양쪽 모두는 층 스택의 외측 층들이다. "세퍼레이터 ME 센서"(SMES)라는 용어는, 새로운 ME 센서 설계를 위해 제안되었고, 아래에서 이용된다.
따라서, 자기변형 및 압전 페이즈들이 매우 인접하게 또는 심지어 하나가 다른 것의 상부에 직접적으로 배열되는 경우에만, 자기전기 복합체가 우수한 ME 센서 특성들을 나타낼 수 있다는 이전에 지니고 있던 견해는 부인된다. 실험들이 보여준 바와 같이, 층의 범위를 따라 발생하는 자기변형 층의 길이의 변화는, 심지어 두꺼운 세퍼레이터들을 통해서도 강유전체 층 상으로 용이하게 전달될 수 있다.
자기변형 층은, 기계적인 전단파 ― 연속형 또는 펄싱형 ― 의 이미터로서 간주될 수 있고, 기계적인 전단파는 세퍼레이터를 통해 전파되고, 전기 분극(electric polarisation)을 형성하면서 강유전체 층에서 흡수된다. 감쇄 손실들이 프로세스에서 예상되어야 할지라도, 수송된 기계적인 에너지는 여전히, ME 전압 탭으로부터의 전극 어레인지먼트의 현재 증가된 핑거 거리와 협력하여, 동일한 자기장 세기에 있어서 종래 기술보다 현저하게 더 강한 신호를 획득하기에 충분하다.
잘 알려진 바와 같이, 층 경계들에서의 높은 기계적 임피던스 대조는, 기계적인 에너지를 전송하는 데 있어서 단점을 나타낸다. 그러므로, 유전체 세퍼레이터는 적어도, 그것의 질량 밀도 및 음속(speed of sound)의 측면에서 기능층들과 유사해야 한다. 이는 바람직하게, 너무 작지 않은 탄성률(modulus of elasticity)을 나타낸다. 이와 관련하여, 사실상 모든 폴리머들은 세퍼레이터 재료로서 적합하지 않다. 이는 또한, IDT를 지지하기 위해 그리고 IDT를 전기 절연하기 위해 기능층들 사이에 얇은 폴리머 막을 배열하는 US 2008/0193780 A1의 교시와의 중요한 차이를 나타낸다. 이 명세서는, 이것이 명백하게 드러나지 않음에도 불구하고, 이러한 막을 통한 기계적 에너지 수송의 효율성에 관하여 어떠한 설명도 제공하지 않는다. 세라믹 강유전체의 지지부들로서, 폴리머들은 어쨌든 적합하지 않은데, 그 이유는, 이들은 층의 결정화를 존속시키지 않을 것이기 때문이다. 세퍼레이터 재료의 탄성률은 바람직하게 20 GPa 초과이어야 한다.
편리하게, ME 센서들을 위한 기능층들이 증착되는 종래의 기판들이 유전체 세퍼레이터들로서 가장 적합하다. 이러한 기판들은 바람직하게, 유리, 특히 실리콘 이산화물, 세라믹(예를 들어, 알루미늄 산화물, Al2O3), 또는 반도체 예를 들어, 실리콘 웨이퍼를 포함한다. 예로서, 실리콘의 탄성률은 107 GPa에 이르고, SiO2의 탄성률은 94 GPa에 이른다.
그러므로, 세퍼레이터 ME 센서들을 제조하는 데 있어서, 별개의 세퍼레이터를 제조하는 것은 전혀 필요하지 않다. 오히려, 종래의 기판은 단순하게, 기판 그 자체가 세퍼레이터를 나타내도록, 각각의 경우에서 2개의 기능층들 중 하나의 기능층으로, 평평한 측들 양쪽 모두 상에서 코팅될 수 있다. 여기서, 기판의 두께는 이미 알려져 있고, 일반적으로, 기능층들 중 하나의 기능층의 두께보다 훨씬 더 크다. 이는 보통, 대략 50 내지 500 ㎛, 바람직하게는 100 내지 200 ㎛에 놓인다. 기능층들의 두께는 일반적으로, 10배 더 작다.
층들의 범위를 따른 전압 탭핑하기 위한 전극 어레인지먼트는, 기판의, 강유전체로, 바람직하게는 PZT(lead zirconate titanate)로 코팅된 평평한 측 상에 적용되며, 어레인지먼트의 핑거 거리는 강유전체 층의 두께보다 더 크고, 바람직하게는 심지어 세퍼레이터의 두께보다 더 크다. 따라서, 전극들의 핑거 거리는, 전극들이 정확하게 강유전체 층 두께만큼만 이격되는, 종래 기술에 따른 캔틸레버-빔 센서의 경우에서보다 더 크고, 바람직하게는 심지어 적어도 10배 더 크다.
원칙적으로, 조정될 수 있는 핑거 거리는, 완성된 센서의 치수들에 의해서만 최상부에서 제한된다. 그러나, 밀리미터 범위의 핑거 거리들의 경우, 킬로볼트 전압들로 강유전체의 폴링을 수행할 필요성이 이미 제기되었다. 공기를 통해 어떠한 아킹(arcing)도 발생하지 않도록, 이는 보통 오일 배쓰(oil bath)에서 행해진다. 바람직하게는 비정질 자기 재료(amorphous magnetic material)로 형성되고 금속 전도성을 나타내는 자기변형 층은, 심지어 폴링 전에 기판의 제 2 평평한 측 상에 배열되었을 것인데, 그 이유는, 그것의 자기 이방성을 셋업하는 것이, 통상적으로 250 내지 350 ℃의 범위의 자기장에서의 온도 처리(temperature treatment)("필드 어닐링(field annealing)")를 요구하기 때문이다. 차례로, 전기 폴링은 강유전체의 퀴리 온도(Curie temperature) 미만의 온도들을 요구하여서, 전기 폴링은 센서 제조 동안의 열적 시퀀스에서 마지막 단계를 나타내어야 한다. 폴링 동안, 이미 하나의 전도체가 기판 ― 세퍼레이터 ― 의 다른 측 상에 놓이고, 전도체는 거기에서 필드 붕괴(field collapsing)를 초래한다. 결과적으로, 폴링 전압의 일부분은 또한, 유전체 세퍼레이터에 걸쳐 강하되고, 이러한 일부분은 전기 절연 파괴를 초래하지 않을 수 있다. 다행히, 종래의 기판들에 대한 절연 파괴 필드 세기들은 매우 높은데, 예를 들어, 실리콘에 대해 약 30 MV/m에 이르고, SiO2에 대해 1GV/m까지에 이른다.
세퍼레이터 ME 센서들은, 기능층들 사이에 놓인 유전체 세퍼레이터가 100 ㎛ 또는 그 초과의 두께를 나타내는 경우, 수 밀리미터의 범위의 핑거 거리들을 갖는, 신호-전압 탭핑을 위해 설계된 전극 어레인지먼트가 강유전체 층 상에서 나타나는 문제점들 없이 제조될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면들 및 예시적인 실시예와 관련하여 아래에서 더욱 상세하게 설명된다.
도면들에서:
도 1은 종래 기술에 따른 플레이트-커패시터 설계의 자기전기 캔틸레버-빔 센서의 개략도를 도시하고;
도 2는 세퍼레이터 ME 센서로서 자기전기 캔틸레버-빔 센서의 개략도를 도시하고;
도 3은 종래 기술에 따른 센서(도 1,
Figure 112015043940617-pct00002
) 및 세퍼레이터 ME 센서(도 2,
Figure 112015043940617-pct00003
)에 대한 공진 경우에서의 캔틸레버 빔의 ME 전압에 대한 측정 곡선들을 도시한다.
도 1은 이미 앞서 설명된 종래 기술에 따른 캔틸레버-빔 센서의 개략도를 도시한다. 비교를 위해, 도 2는 세퍼레이터 ME 센서의 스케치를 도시한다. 여기서, 강유전체 층(10) 및 자기변형 층(12)은 동일한 기판(14)의 마주하는 평평한 측들 상에 놓인다. 기판 재료는 세퍼레이터(14)를 형성하는데, 세퍼레이터(14)는 도 2에서 실척에 충실하게 도시되지 않았다. 세퍼레이터(14)는 사실상, 기능층들(10, 12) 각각보다 통상적으로 10배만큼 더 두껍다. ME 전압을 탭핑하기 위한 전극 어레인지먼트(18)는 하나의 외측면 상에만 ― 강유전체 층(10)의 상부측 상에만 ― 배열되고, 층들의 범위에 따라(alongside) 생성되는 전압들을 측정한다. 이러한 전압들은, 층을 따라 작용하는 자기장에 의해 자기변형 층(12)에서 길이의 변화가 야기될 때, 강유전체(10)에서 발생되고, 그 다음으로, 길이의 변화는 세퍼레이터(14) 상으로 그리고 강유전체 층(12) 상으로 전달된다.
세퍼레이터 ME 센서를 제조하기 위한 방법은 다음의 단계들을 이용하여 수행될 수 있다:
1. 유전체 기판(14)의 제 1 평평한 측 상에 강유전체 층(10)을 형성하는 재료를 적용 ― 예를 들어, 솔 겔 전구체(sol gel precursor)를 스핀-코팅(spin-coating) 또는 강유전체를 캐소드 스퍼터링(cathode sputtering) ― 하는 단계,
2. 두께가 기판(14)의 알려진 두께보다 더 작은 강유전체 층(10)을 형성하면서, 500 ℃ 초과의 온도들에서 재료를 결정화하는 단계,
3. 층의 범위를 따라 신호 전압을 탭핑하기 위해 제조된 전극 어레인지먼트(18)를, 예를 들어, 리소그래픽 마스킹(lithographic masking)을 이용하여 백금을 스퍼터링함으로써, 강유전체 층(10) 상에 적용하는 단계 ― 핑거 거리는 강유전체 층(10)의 두께보다 더 큼 ―,
4. 기판(14)의 제 2 평평한 측 상에 자기변형 층(12)을 적용하는 단계,
5. 500 ℃ 미만의 온도들에서 자기변형 층(12)을 자기 폴링(magnetic poling)하는 단계("필드 어닐링"), 및
6. 강유전체 층(10)의 퀴리 온도 미만의 온도에서 층의 범위를 따라 강유전체 층(10)의 전기 폴링을 교번시키는 단계.
교번 전기 폴링(alternating electric poling)은, 폴링 프로세스의 종료 시점에서, 각각의 경우의 2개의 이웃하는 상이한 극성의 전극 핑거들 사이에서, 분극 벡터들이, 강유전체 층 평면에 발생되었고, 분극 벡터들은 교번하는 방식으로 반대(교번하는) 방향들을 향한다는 것을 의미하도록 의도된다("푸시-풀 유닛들(push-pull units)" US 2008/0193780 A1과 비교).
앞서 설명된 방법은, 단계들(2, 5, 6)에서 3개의 열처리들을 나타낸다. 여기서, 각각의 최대 온도들이 내림 시퀀스(descending sequence)로 거친다는 것이 중요하다. 단계들(4 및 5)을 동시에 수행하는 것이 또한 가능한데, 이는 당업자에게 알려져 있다.
세퍼레이터 ME 센서는 다음과 같은 예시적인 실시예로서 제조될 수 있다:
예를 들어, 열적으로 산화된 실리콘 산화물층을 갖는 실리콘 웨이퍼(525 ㎛ 두께)가 기판으로서 이용된다. 산화물 층 상에, 첫 번째로, 지르코늄 이산화물 층이 확산 배리어로서, 그리고 시드-시작층(seed-starting layer)이, 그리고 후속하여 PZT 층이, 각각의 경우에서 솔 겔 방법에 의해 적용된다. 약 700℃에서 결정화된 PZT 층(두께 1 내지 2 ㎛) 상으로, (예를 들어, 여기서 핑거 거리(5 내지 20 ㎛)를 갖는) 종래의 인터디지털 전극들의 쌍이 포토리소그래피에 의해, 그리고 이후, 금(gold)의 캐소드 스퍼터링에 의해 공급된다. 그 다음으로, 기판은 기판 후방측을 그라인딩 및 폴리싱함으로써, 약 150 내지 200 ㎛의 잔류 두께까지 기계적으로 박화(thin)된다. 자기변형 층(Metglas® (FeCoSiB))(두께 약 4 ㎛)이 이러한 폴리싱된 매우 평활한 후방측 상에, 캐소드 스퍼터링에 의해 적용된다. 마지막으로, 빔들이 쏘잉(sawing)에 의해 다이싱(dice)된다.
비교하면, 플레이트-커패시터 설계를 갖는 (도 1에서와 같은) 종래의 캔틸레버-빔 센서가 동일한 재료들로 추가로 제조된다. 적용 후의 양쪽 모두의 경우들에서, 자기 이방성을 셋업하기 위해, 자기변형 층들은, 500 ℃ 훨씬 아래의 온도들에서, 통상적으로는 약 250 ℃ 내지 350 ℃의 온도 범위에서 자기적으로 폴링된다.
빔들이 자기전기 센서들로서 이용가능하기 전에, 강유전성 PZT 층이 전기적으로 폴링되어야 한다. 층 복합체는 프로세스에서 약 140 ℃로 가열되고, 그 다음으로, 양쪽 모두의 경우들에서, 10 MV/m의 전기장(예를 들어, 플레이트-커패시터 설계에서 캔틸레버-빔 센서를 위해 2.5 ㎛ PZT-층 두께에서 약 25 V를 갖거나, 세퍼레이터 ME 센서를 위해 20 ㎛ 핑거 거리에서 200 V의 전압을 가짐)이 인가된다. 15 분의 일정한 온도 후에, 실온으로의 냉각이 발생된다. 여기서, 또한, 전기장은 인가된 채로 유지된다. 폴링 단계 후에, 센서들이 이용될 수 있다.
도 3은, ― 여기서 구조의 측면에서 상이한 ― 캔틸레버 빔들의 기계적 공진 주파수들의 범위의 주파수 및 진폭(1 Oe)을 갖는 측정될 자기장이 인가될 때의, 센서들의 자기전기 전압 출력을 도시한다. 세퍼레이터 ME 센서의 ME 신호(상부 그래프)는, 플레이트-커패시터 설계의 종래의 캔틸레버-빔 센서의 ME 전압 신호(하부 그래프)보다 약 5 내지 6배만큼 더 크다.
본 발명의 센서 설계의 이점들 중에는 다음이 있다:
1. 도 1에 따른 캔틸레버-빔 센서들에 대한 종래의 제조 방법의 경우와 정확히 동일하게, 강유전체 층이 결정화된 후에만 기판 상에 자기변형 층을 적용하는 것이 가능하다. 반전 층 시퀀스의 언급된 단점들은 발생하지 않는다.
2. 강유전체 층은 외측면을 나타내고, 외측면 상에 임의의 전극 어레인지먼트가 적용될 수 있고, 전극 어레인지먼트는 층을 따라 전압 탭핑하는 것을 가능하게 한다. 가장 단순한 경우에서, 이는 한 쌍의 인터디지털 전극들 ― IDT ― 일 수 있지만, 자신들의 핑거들 사이에서 연장되는 미앤더-형상 카운터 전극(meander-shaped counter electrode)을 갖는 2개의 상호 접촉하는 IDT들이 또한 가능하다. 어느 경우든, 설계는 매우 자유롭게 선택될 수 있다.
3. 전극들의 핑거 거리가 임의적으로 설정될 수 있기 때문에, 센서 생산은 이제, 사용자의 가능성들 및 요건들에 따라 10의 수승(several orders of magnitude)의 범위에 걸쳐 선택될 수 있는 자유도를 갖는다. 종래 기술에서, 전극 거리는, 층 두께를 설정하는 프로세스 노력에 의해 제한되었었다.
4. 자기변형 층은 다층 스택 시스템으로서 형성될 수 있다. 교번하는 반강자성(anti-ferromagnetic, AFM) 및 강자성(ferromagnetic, FM) 재료로부터의 얇은 층들 ― 수 나노미터 두께 ― 은 바람직하게, 스퍼터링 방법을 이용하여 적용될 수 있고, 얇은 층들은 EP 2 538 235 B1에 따라, 적합한 "필드 어닐링"의 경우에, 교환 바이어스(exchange bias)를 형성하고, 교환 바이어스는 영구-자기 바이어스 자기장(permanent-magnetic bias magnetic field)의 제공을 필요 없게 한다. 그러나, AFM/FM 층 시스템들은, 가능한 한 평활하고 텍스처(texture)로부터 자유로운 기판, 예를 들어 실리콘 웨이퍼 상에 적용되어야 한다. 이들을, 예를 들어 텍스처-소멸 인터레이어(texture-extinguishing interlayer)들의 도움으로, 거칠고 불규칙하게 텍스처링된 세라믹 강유전체들 상에 제공하는 것은 적어도 더 어렵다. 세퍼레이터 ME 센서들을 제조할 때, 동일한 기판의 평평한 측들 양쪽 모두의 코팅이 수행되는 경우, 정확한 다층 스택 시스템들을 배열하는 것은 어떠한 문제도 제기하지 않는다.
이 기회에, ME 센서의 기능층들로 기판의 양쪽 측들을 코팅하는 접근방식이 물론 또한, 종래의 캔틸레버-빔 설계를 위해 이용될 수 있다는 것이 언급되어야 한다. 이러한 목적을 위해, 첫 번째로, 2차원 하부 전극 및 강유전체가 기판 전방 상에, 그 다음으로, 그것의 상부 상에 2차원 상부 전극이, 그리고 마지막으로 자기변형 층이 기판 후방측 상에 적용될 것이다. 종래 기술과 비교하면, 이러한 설계는, 앞서의 아이템 4에서 설명된 이점을 나타낼 것이고, 물론 아이템 1이 또한 적용될 것이다. 그러나, 증가된 ME 전압은, 이러한 방식으로, 이전의 가능한 것보다 더 높은 압자기 계수를 갖는 자기변형 층 시스템이 이용될 수 있는 경우에만 예상될 수 있다. 그 외에는, 여기서 일반적으로, 기능층들 사이에 가능한 가장 얇은 세퍼레이터를 제공하기를 원할 것인데, 그 이유는, 강유전체를 폴링할 때, 세퍼레이터에 걸쳐 어쨌든 어떠한 전압 강하도 존재하지 않을 수 있기 때문이다. 여기서, 세퍼레이터는 완전히 상이한 태스크, 즉, 유리하게 구성된 표면을 제공하는 태스크를 갖는다. 이와 관련하여, 이러한 "거의 종래의(almost conventional)" 센서 설계는, 특히 층의 범위를 따르는 전압 탭(voltage tap)을 특징으로 하는 본 발명의 세퍼레이터 ME 센서의 이전에 설명된 개념에 종속되지 않고, 또한 본 명세서에서 청구되지 않는다.
마지막으로, 본 설명에서, "지지층", "세퍼레이터" 및 "기판"이라는 용어들은 모두, ME 센서에서의 동일한 재료를 지시하기 위해 이용되고, 해당 범위에 대한 동의어들인 것으로 간주된다는 것이 언급된다. 3개의 용어들이 기술 논문을 위해 여기서 이용되는 이유들이 아래에 나열된다:
a) "세퍼레이터"라는 용어는 본 발명의 개념을 가장 잘 설명하지만, ME 센서들의 기술분야의 숙련자에게는 "세퍼레이터"라는 용어가 숙지되지 않았다. 그러므로, "세퍼레이터"라는 용어는 청구항들에서 사용되지 않을 것이다.
b) 유전체 "기판"이 각각의 박막 ME 센서에 존재할 것이지만, 세퍼레이터 ME 센서는 반드시 박막 기술을 이용하여 제조되어야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 캔틸레버 사전-제조 강유전체 세라믹 플레이트(cantilevered pre-manufactured ferroelectric ceramic plate)가 또한 기판으로서 이용될 수 있다. 이미 설명된 바와 같이, 자기변형 층이 배열되어 사전-처리될 때까지 이러한 플레이트의 범위에 따라 이러한 플레이트의 폴링이 수행될 수 없기 때문에, 여기서 또한, 세퍼레이터는, 고전압들이 폴링을 위해 이용되는 경우에 필요할 것이다. 그러므로, 세퍼레이터는 임의의 적합한 코팅 방법을 이용하여 강유전체 플레이트 상에 적용될 수 있고, 그 다음으로, 자기변형 층이 세퍼레이터 상에 배열된다. 그러므로, 유전체 세퍼레이터는 반드시 기판이어야 하는 것은 아니지만, 이러한 목적을 위해 또한 적용될 수 있다.
c) 이미 다이싱된 임의의 기능적인 박막 ME 센서가 검사되는 경우 ― 그리고 예를 들어, 프로세스에서 컷 오픈(cut open)되는 경우 ―, 일반적으로 2개의 매우 얇은 기능층들, 및 2개의 기능층들을 기계적으로 안정시키고 지지하는 유전체 층이 발견될 것이다. 이러한 지지층이 동시에 기판이었는지 또는 그 자체가 층으로서 적용되었는지의 의문과 무관하게, 당업자는 이에 대한 "지지층"이라는 용어를 수용할 수 있을 것이다.
10 : 강유전체 층(ferroelectric layer)
12 : 자기변형 층(magnetostrictive layer)
14 : 지지층(support layer)
16 : 하부 전극(lower electrode)
18 : 전극 어레인지먼트(electrode arrangement)
ME : 자기전기 센서(magnetoelectric sensor)
UME : 전압

Claims (10)

  1. 자기전기(magnetoelectric; ME) 센서로서,
    상기 자기전기 센서는, 자기변형 층(magnetostrictive layer)(12), 강유전체 층(ferroelectric layer)(10), 및 유전체 지지층(dielectric support layer)(14)으로부터의 층 스택을 포함하고,
    a. 상기 지지층(14)은 상기 강유전체 층(10)보다 더 두껍고,
    b. 상기 지지층(14)은 상기 자기변형 층(12)과 상기 강유전체 층(10) 사이에 배열되고,
    c. 상기 강유전체 층(10)의 범위를 따라 신호 전압을 탭핑(tapping)하기 위해 제조된(engineered) 전극 어레인지먼트(18)가 상기 강유전체 층(10) 상에 배열되고,
    d. 상기 전극 어레인지먼트(18)의 핑거 거리(finger distance)는 상기 강유전체 층(10)의 두께보다 더 크고,
    e. 상기 자기전기(ME) 센서는 캔틸레버 빔(cantilever beam)으로서 설계된,
    자기전기 센서.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극 어레인지먼트(18)의 핑거 거리는 상기 지지층(14)의 두께보다 더 큰,
    자기전기 센서.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 지지층(14)은 20 GPa를 초과하는 탄성률(modulus of elasticity)을 나타내는 재료로 형성되는,
    자기전기 센서.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 지지층(14)은 유리, 세라믹 또는 반도체로 형성되는,
    자기전기 센서.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 강유전체 층(10)은 PZT(lead zirconate titanate)로 형성되는,
    자기전기 센서.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 자기변형 층(12)은 비정질 자기 재료(amorphous magnetic material)로 형성되는,
    자기전기 센서.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 ME 센서를 제조하기 위한 방법으로서,
    a. 유전체 지지층(14)의 제 1 평평한 측(flat side) 상에 강유전체 층(10)을 형성하는 재료를 적용하는 단계,
    b. 두께가 상기 유전체 지지층(14)의 알려진 두께보다 더 작은 강유전체 층(10)을 형성하면서, 500 ℃ 초과의 온도에서 상기 재료를 결정화하는 단계,
    c. 상기 강유전체 층(10)의 범위를 따라 신호 전압을 탭핑하기 위해 제조된 전극 어레인지먼트(18)를, 상기 강유전체 층(10) 상에 적용하는 단계 ― 핑거 거리는 상기 강유전체 층(10)의 두께보다 더 큼 ―,
    d. 상기 유전체 지지층(14)의 제 2 평평한 측 상에 자기변형 층(12)을 적용하는 단계,
    e. 500 ℃ 미만의 온도에서 상기 자기변형 층(12)을 자기 폴링(magnetic poling)하는 단계, 및
    f. 상기 강유전체 층(10)의 퀴리 온도(Curie temperature) 미만의 온도에서 상기 강유전체 층(10)의 범위를 따라 상기 강유전체 층(10)의 전기 폴링을 교번(alternate)시키는 단계를 포함하고,
    상기 ME 센서는 캔틸레버 빔으로서 설계된,
    ME 센서를 제조하기 위한 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 자기변형 층(12)은 다층 스택 시스템으로서 상기 유전체 지지층(14) 상에 증착되는,
    ME 센서를 제조하기 위한 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 자기변형 층(12)은, 반강자성(anti-ferromagnetic) 재료 및 강자성 재료가 교번하는 층들로 형성되고, 교환 바이어스(exchange bias)를 형성하기 위해 미리 결정된 자기장에서 온도 처리(temperature treatment)되는,
    ME 센서를 제조하기 위한 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 유전체 지지층(14) 재료의 탄성률은 20 GPa을 초과하는,
    ME 센서를 제조하기 위한 방법.
KR1020157011982A 2012-10-08 2013-10-07 자기전기 센서 및 자기전기 센서의 생산을 위한 방법 KR101744107B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12187606.4A EP2717343B1 (de) 2012-10-08 2012-10-08 Magnetoelektrischer Sensor und Verfahren zu seiner Herstellung
EP12187606.4 2012-10-08
PCT/EP2013/070817 WO2014056842A1 (de) 2012-10-08 2013-10-07 Magnetoelektrischer sensor und verfahren zu seiner herstellung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150068453A KR20150068453A (ko) 2015-06-19
KR101744107B1 true KR101744107B1 (ko) 2017-06-07

Family

ID=47263015

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157011982A KR101744107B1 (ko) 2012-10-08 2013-10-07 자기전기 센서 및 자기전기 센서의 생산을 위한 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9841472B2 (ko)
EP (1) EP2717343B1 (ko)
JP (1) JP6049895B2 (ko)
KR (1) KR101744107B1 (ko)
CN (1) CN104737316B (ko)
WO (1) WO2014056842A1 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3104186B1 (de) 2015-06-08 2020-09-16 Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Magnetoelektrische magnetfeldmessung mit frequenzumsetzung
CN106289385B (zh) * 2015-06-11 2018-06-12 南京理工大学 一种多功能传感器
CN106569155B (zh) * 2016-05-20 2019-03-26 中国计量大学 一种基于超磁致伸缩薄膜的悬臂梁叉指电容磁场传感探头
CN106058037A (zh) * 2016-06-06 2016-10-26 苏州市奎克力电子科技有限公司 复合多铁性材料
FR3078169B1 (fr) * 2018-02-16 2020-03-13 Thales Dispositif et procede d'analyse en frequence d'un signal
DE102019116779B3 (de) 2019-06-21 2020-07-30 Christian-Albrechts-Universität Zu Kiel Messvorrichtung für schwache, langsam veränderliche Magnetfelder, insbesondere für biomagnetische Felder
CN110459671B (zh) * 2019-08-21 2022-10-14 福建工程学院 一种柔性磁电耦合传感器及其制备方法
CN113241401B (zh) * 2021-04-19 2023-11-17 西北工业大学 多铁异质结磁传感器、其制备方法及电子设备

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010110423A1 (ja) * 2009-03-26 2010-09-30 並木精密宝石株式会社 圧電磁歪複合型磁気センサ

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5578846A (en) * 1995-03-17 1996-11-26 Evans, Jr.; Joseph T. Static ferroelectric memory transistor having improved data retention
US5783460A (en) * 1996-10-25 1998-07-21 Headway Technologies, Inc. Method of making self-aligned dual stripe magnetoresistive (DRMR) head for high density recording
JP3325478B2 (ja) * 1996-12-27 2002-09-17 ワイケイケイ株式会社 磁気抵抗効果素子および磁気検出器並びにその使用方法
JP2896127B2 (ja) * 1997-10-22 1999-05-31 工業技術院長 磁歪材料と圧電体材料との複合層からなる機能素子及び同素子を備えた磁気ヘッド
US6809515B1 (en) * 1998-07-31 2004-10-26 Spinix Corporation Passive solid-state magnetic field sensors and applications therefor
US6580271B2 (en) * 1999-07-20 2003-06-17 Spinix Corporation Magnetic field sensors
GB0000511D0 (en) 2000-01-12 2000-03-01 Oxley Dev Co Ltd Led package
DE10008617A1 (de) * 2000-02-24 2001-09-06 Infineon Technologies Ag Verfahren zur Herstellung einer ferroelektrischen Schicht
JP3773896B2 (ja) * 2002-02-15 2006-05-10 Ｎｅｃエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法
US6961225B2 (en) * 2002-02-20 2005-11-01 International Business Machines Corporation Magnetoresistance sensor having an antiferromagnetic pinning layer with both surfaces pinning ferromagnetic bias layers
US7038358B2 (en) * 2002-03-15 2006-05-02 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Electro-active transducer using radial electric field to produce/sense out-of-plane transducer motion
US6627932B1 (en) * 2002-04-11 2003-09-30 Micron Technology, Inc. Magnetoresistive memory device
US6835463B2 (en) * 2002-04-18 2004-12-28 Oakland University Magnetoelectric multilayer composites for field conversion
US20050084984A1 (en) * 2003-10-02 2005-04-21 Haoren Zhuang Method for forming ferrocapacitors and FeRAM devices
DE102005043574A1 (de) * 2005-03-30 2006-10-05 Universität Duisburg-Essen Magnetoresistives Element, insbesondere Speicherelement oder Lokikelement, und Verfahren zum Schreiben von Informationen in ein derartiges Element
US7345475B2 (en) * 2006-03-17 2008-03-18 University Of Maryland Ultrasensitive magnetoelectric thin film magnetometer and method of fabrication
US7771846B2 (en) 2006-08-01 2010-08-10 Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. Method and Apparatus for High-Permeability Magnetostrictive/Piezo-Fiber Laminates Having Colossal, Near-Ideal Magnetoelectricity
US8124254B2 (en) * 2006-12-19 2012-02-28 Boston Applied Technologies, Inc Heterostructure of ferromagnetic and ferroelectric materials with magneto-optic and electro-optic effects
CN101430369B (zh) * 2008-10-24 2011-06-01 江苏大学 自发电宽频层叠磁致压电效应交流磁场传感器及制作方法
US8602034B2 (en) * 2009-09-25 2013-12-10 Virginia Commonwealth University Magnetoelectric surgical tools for minimally invasive surgery
CN102044626B (zh) * 2009-10-20 2013-12-11 有研稀土新材料股份有限公司 一种薄膜磁电复合材料及制备方法
EP2538235B1 (de) 2011-06-24 2013-07-31 Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Magnetostriktives Schichtsystem

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010110423A1 (ja) * 2009-03-26 2010-09-30 並木精密宝石株式会社 圧電磁歪複合型磁気センサ

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150068453A (ko) 2015-06-19
EP2717343B1 (de) 2014-09-24
EP2717343A1 (de) 2014-04-09
CN104737316B (zh) 2017-12-01
US9841472B2 (en) 2017-12-12
WO2014056842A1 (de) 2014-04-17
JP6049895B2 (ja) 2016-12-21
JP2016500813A (ja) 2016-01-14
US20150247904A1 (en) 2015-09-03
CN104737316A (zh) 2015-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101744107B1 (ko) 자기전기 센서 및 자기전기 센서의 생산을 위한 방법
US7345475B2 (en) Ultrasensitive magnetoelectric thin film magnetometer and method of fabrication
EP2122685B1 (en) Piezoelectric composite apparatus and related methods
US20130032906A1 (en) Ferroelectric device
WO2014138376A1 (en) Systems and methods for magnetic field detection
Tommasi et al. Process optimisation of a MEMS based PZT actuated microswitch
WO2023013704A1 (ja) 熱電変換素子
Ræder et al. Taking piezoelectric microsystems from the laboratory to production
KR102454903B1 (ko) 압전 복합체, 그 제조방법, 및 이를 포함하는 자기전기 적층형 구조체
CN110459671A (zh) 一种柔性磁电耦合传感器及其制备方法
JP7363556B2 (ja) 積層体および電子デバイス
JP2000296612A (ja) 電磁変換素子、その製造方法および可変インダクタ素子
JP7428961B2 (ja) 電子デバイス用素子
Kuts et al.  Magnetoelectric effect in three-layered gradient LiNbO3/Ni/Metglas composites
RU188677U1 (ru) Магнитоэлектрический сенсор магнитных полей
Zeng et al. Wafer-Scale Fabrication of Silicon-Based LiTaO 3 Pyroelectric Infrared Detectors by Bonding and Thinning Technology
Das et al. Control of ferroelectric and linear piezoelectric response of PZT films through texture
Li et al. Micromachined ultrasonic transducers based on lead zirconate titanate (PZT) films
KR101340143B1 (ko) 압전-자성 마이크로 소자, 이를 포함하는 자기 센서 및 압전-자성 마이크로 소자의 제조 방법
US20210258697A1 (en) Layered Ferroelectric Sc(x)Al(1-x)N Transducer
Tsai et al. Resonant efficiency improvement design of piezoelectric biosensor for bacteria gravimetric sensing
JP6932268B2 (ja) 圧電デバイスおよび圧電デバイスの製造方法
Fetisov et al. Magnetoelectric effect in ferromagnetic-semiconductor layered composite structures
Hahn Flexoelectricity in the Barium Strontium Titanate (BST) System for Hydrophones
JPH11132873A (ja) 圧電検出器及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right