Spintronik sensörlerin geliştirilmesi
Development of spintronic sensors
- Tez No: 898298
- Danışmanlar: PROF. DR. MÜRSEL ALPER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Uludağ Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 61
Özet
N[Co(tCo)/Cu(tCu)] biçimindeki süperörgüler, ultraince Ni kaplı cam üzerine elektrodepozisyon yöntemi ile potentiostatik olarak üretildi. N ikili tabaka sayısı, Co ve Cu tabaka kalınlıkları (tCo ve tCu) değiştirildi. Kristal yapıları X-ışını difraksiyon (XRD) tekniği ile incelendi ve süperörgülerin yüzey merkezli kübik (fcc) yapıda olduğu tespit edildi. Yüzey morfolojik özellikleri taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile görüntülendi. SEM görüntülerinde Glass/Ni(30nm) alttabaka numunesinin yüzeyinin homojen ve pürüzsüz olduğu, Glass/Ni(30nm)/70[Co(3nm)/Cu(0.6nm)] yüzeyinin ise homojen, ince taneli yapıda olduğu görüldü. Manyetik özellikleri, titreşken numune manyetometresi (VSM) ile araştırıldı, bütün numunelerin ferromanyetik olduğu ve film düzleminde bir manyetizasyona sahip olduğu saptandı. Manyetorezistans (MR) ölçümleri 4 uçlu (problu) numune tutucu ile şerit biçimli (1.8 cm x 0.5 cm) numuneler üzerinde yapıldı. Üretilen filmler arasında en anlamlı MR değeri N[Co(3nm)/Cu(0.6nm)] süperörgüsünde elde edildiği için bu varyasyona daha fazla odaklanıldı ve ikili tabaka sayısı (N) değiştirilerek daha uygun MR elde edilmeye çalışıldı. En yüksek GMR değeri Cam/Ni(30nm)/70[Co(3nm)/Cu(0.6nm)] biçimindeki numunede gözlendi. Bu numuneyi kullanarak bir GMR sensör tasarımı geliştirildi. Sensör tasarımı için dahili 30mA'e kadar akım kaynağı olan ve bilgisayarla çalışabilen ESP32 entegre devresi ve bu devre ile uyumlu çalışacak ADS 1220 analog-dijital dönüştürücü kullanıldı. Entegre devreler seçilirken, yaygın kullanım, ucuzluk, kolay ve mevcut süperörgü filmlerle uyumlu çalışabilme faktörleri göz önünde bulunduruldu. Entegre devrenin, dönüştürücünün ve sensörün (üretilen süperörgü) üzerine yerleştirildiği PCB kart, 4 katlı olarak tasarlandı ve sinyallerde bozulmaların önüne geçmek için temel EMC kurallarına riayet edildi. Sensör devresi, Wheatstone köprüsü devre yapısında ve dışarıdan ihtiyaca göre sabit akım verilebilecek şekilde tasarlandı. Üretilen prototip ile ±2 T' lık manyetik alanlarda ölçümler yapıldı. Buna göre sensör olarak kullanılan süperörgü ile manyetik alan değişimi detekte edildi. Araştırma sonucunda zamanla değişen manyetik alanın çıkış sinyallerinde değişime yol açtığı gözlendi. Bu değişim literatüre ve üretilen ince filmin manyetik ve elektrik özellikleriyle uyumlu olduğu bulundu. Sensör hassasiyetinin geliştirilmesi ve sensörün daha etkin çalışması için daha düşük boyutlu süperörgülerin kullanılmasının uygun olabileceği sonucuna varıldı.
Özet (Çeviri)
N[Co(tCo)/Cu(tCu) ] superlattices were potentiostatically electrodeposited on a glass substrate coated ultrathin Ni layer. N the bilayer number, the tCo and tCu layer thicknesses were changed. The crystal structure was determined by the X-ray diffraction technique and found that the superlattices have a fcc structure. The morphological properties were studied by scanning electron microscopy (SEM). In SEM images, the surface of the Glass/Ni(30nm) layer sample was homogeneous and smooth, while the Glass/Ni(30nm)/70[Co(3nm)/Cu(0.6nm)] surface was homogeneous and fine-grained. The magnetic properties were investigated with a vibrating sample magnetometer (VSM), revealing that all samples are ferromagnetic and possess magnetization in the film plane. The magnetoresistance (MR) measurements were performed on the strip shaped samples with four probes. Since a significant MR value was obtained in the [Co(3nm)/Cu(0.6nm)] variation among the produced films, more focus was placed on this variation and the number of layers of this film was altered to achieve a more suitable MR. The large GMR value was obtained for Glass/Ni(30nm)/70[Co(3nm)/Cu(0.6nm)] sample. Using this sample, the design of a GMR sensor was developed. For sensor design, an ESP32 integrated circuit with an internal current source up to 30 mA and controlled by a computer, and an ADS 1220 analog-digital converter working compatible with this circuit were used. They were chosen by considering the factors of common usage, cheapness, easiness and coordination with the superlattices used as sensor. The printed circuit board (PCB) cart, on which the integrated circuit, converter and sensor were mounted, was designed as a 4-layer board. It was obeyed basic EMC rules to prevent signal distortion. The sensor circuit was designed as a Wheatstone bridge, and as to allow applying current when needed. The measurements were performed by a fabricated prototype in the magnetic field of ± 2 T. As a result of the research, it was observed that the output signals changed in response to the varying magnetic field over time. This change was found to be consistent with the literature and aligned with the magnetic and electrical properties of the produced thin film. As a result, the detection of the variation in the magnetic field was obtained by the superlattices used as a sensor. It was concluded that superlattices with low dimensions may be conveni
Benzer Tezler
- Yüksek duyarlılıklı manyetik sensörlerde kullanılan coo bazlı exchange bias sistemlerinin geliştirilmesi
Development of exchange bias systems based on coo for high sensitivity magnetic field sensors
RAMAZAN TOPKAYA
Doktora
Türkçe
2015
Fizik ve Fizik MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SİNAN KAZAN
- Elektrokimyasal yöntem ile ZnO'nun manyetik malzemelerle katkılanması ve optik, elektrik, morfolojik ve yapısal özelliklerinin nanokarakterizasyonu.
Doping of ZnO with magnetic materials by electrochemical method and nanocharacterization of its optical, electrical, morphological and structural properties
TÜLAY ÖZEYRANLI
Doktora
Türkçe
2023
Bilim ve TeknolojiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiNanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEVLANA CELALETTİN BAYKUL
- Ultrafast spin dynamics in diluted magnetic semiconductor nanostructures
Seyreltilmiş manyetik yarıiletken nanomalzemelerde ultrahızlı spin dinamiği
MUHAMMET ARUCU
Doktora
İngilizce
2015
Fizik ve Fizik MühendisliğiMarmara ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAHİN AKTAŞ
PROF. DR. ROY W. CHANTRELL
- Elektrospinning yöntemi ile elde edilen Fe, Ni VE Co içeren nanofiberlerin yapısal ve manyetik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of structural and magnetic properties of electrospun nanofibers containing Fe, Ni VE Co
MURAT LUKUMCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiRecep Tayyip Erdoğan ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERCÜMENT YÜZÜAK
- Graphene-like materials for electronic applications
Elektronı̇k uygulamaları ı̇çı̇n grafen benzerı̇ malzemeler
MEHMET BAŞKURT
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüFotonik Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN ŞAHİN
DOÇ. DR. SİNAN BALCI