Китайские ученые создали сверхчувствительный магнитный датчик размером с клетку кожи

Новый датчик Холла имеет активную область размером всего 20 × 20 микрометров и способен регистрировать чрезвычайно слабые магнитные поля. В перспективе технологию можно будет использовать в медицинских приборах, магнитной микроскопии и даже компактной носимой электронике.

Китайские ученые создали сверхчувствительный магнитный датчик размером с клетку кожи

Китайские исследователи разработали сверхчувствительный магнитный датчик, который сочетает низкий уровень собственных помех с микроскопическими размерами. Активная область устройства занимает всего 20х20 микрометров — разработчики сравнивают ее размеры с клеткой человеческой кожи.

Над технологией работали специалисты Хэфэйского института физических наук и Нинбоского института материаловедения и инженерии. В основе разработки лежит эффект Холла, позволяющий определять магнитное поле по изменению напряжения внутри проводящего материала. Одной из основных проблем подобных датчиков остается собственный магнитный шум. При повышении чувствительности внутренние флуктуации материала становится все сложнее отличить от действительно регистрируемого внешнего сигнала.

Исследователи нашли способ уменьшить эти помехи за счет управления динамикой так называемых спиновых текстур — микроскопических структур намагниченности внутри материала. Ученые создали многослойный синтетический ферримагнетик, в котором такие структуры изменяются особенно быстро. Это позволило сохранить сильный эффект Холла и одновременно значительно снизить низкочастотный шум. В результате обнаружительная способность экспериментального датчика достигла примерно 15,7 нанотесла/√Гц при частоте 1 Гц. По данным исследователей, это почти на порядок превосходит показатели сопоставимых ферромагнитных датчиков Холла.

Небольшие размеры устройства открывают достаточно широкий спектр потенциальных применений. Разработчики рассматривают его использование для измерения слабых магнитных полей сердца и головного мозга, создания компактных биологических сенсоров и магнитных микроскопов высокого разрешения. В перспективе подобные датчики можно будет интегрировать и в носимую электронику, включая умные часы.

Высокая чувствительность теоретически позволяет использовать технологию и для обнаружения значительно более крупных объектов по создаваемым ими магнитным возмущениям. Однако сами авторы исследования делают основной акцент именно на медицинских, научных и электронных устройствах.

Исследователи также считают, что найденный ими способ подавления шума можно применить к другим магнитным материалам. Это может стать основой для следующего поколения еще более компактных и чувствительных магнитных сенсоров.

Читайте также

Ученые опровергли миф о том, что арбуз – это ягода

Ученые опровергли миф о том, что арбуз – это ягода

Физики установили новый рекорд в поисках «запрещенного» свойства мюона

Физики установили новый рекорд в поисках «запрещенного» свойства мюона

Ученые научились генерировать и синхронизировать магнитные волны для передачи информации

Ученые научились генерировать и синхронизировать магнитные волны для передачи информации

Физики МФТИ оценили вероятность квантового распада Вселенной

Физики МФТИ оценили вероятность квантового распада Вселенной

Интенсивный спорт подавляет иммунитет через гормоны стресса и воспаление

Интенсивный спорт подавляет иммунитет через гормоны стресса и воспаление

Ученые раскрыли, почему диабетикам и гипертоникам так сложно соблюдать диету

Ученые раскрыли, почему диабетикам и гипертоникам так сложно соблюдать диету

В России созданы планарные ионные ловушки для квантовых компьютеров

В России созданы планарные ионные ловушки для квантовых компьютеров

Рождение сверхпрочных материалов: как нанопокрытия обманывают физику разрушения

Рождение сверхпрочных материалов: как нанопокрытия обманывают физику разрушения

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Квантовый двигатель нарушает законы термодинамики, генерируя работу и холод одновременно

Квантовый двигатель нарушает законы термодинамики, генерируя работу и холод одновременно

Как РЛС Вадима Мацкевича решила исход Корейской войны

Как РЛС Вадима Мацкевича решила исход Корейской войны

ИИ в джунглях: как в Коста-Рике тестируют сообразительность диких обезьян

ИИ в джунглях: как в Коста-Рике тестируют сообразительность диких обезьян

Создается искусственный интеллект для обнаружения утечек газа

Создается искусственный интеллект для обнаружения утечек газа

Астрономы нашли самые убедительные доказательства того, что вакуум способен изменять свет

Астрономы нашли самые убедительные доказательства того, что вакуум способен изменять свет

Tesla вновь пообещала скорый выход Roadster после многолетних задержек

Tesla вновь пообещала скорый выход Roadster после многолетних задержек

Ученые России и Китая создают «прививку» для растений, заменяющую тонны химикатов

Ученые России и Китая создают «прививку» для растений, заменяющую тонны химикатов