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

Глубоководная рыба умеет ходить по дну задом наперед

Глубоководная рыба умеет ходить по дну задом наперед

Археологи раскрыли истинные причины каннибализма в неолитической Европе

Археологи раскрыли истинные причины каннибализма в неолитической Европе

Ученые выяснили, почему воспоминания не исчезают даже при потере связей в мозге

Ученые выяснили, почему воспоминания не исчезают даже при потере связей в мозге

ИИ OpenAI заявил о решении одной из семи задач тысячелетия

ИИ OpenAI заявил о решении одной из семи задач тысячелетия

Ученые нашли минерал-хранилище древней воды у земного ядра

Ученые нашли минерал-хранилище древней воды у земного ядра

90 млн лет назад на Южном полюсе бушевали лесные пожары

90 млн лет назад на Южном полюсе бушевали лесные пожары

Физики хотели создать «лазер» из нейтрино — квантовая механика запретила это

Физики хотели создать «лазер» из нейтрино — квантовая механика запретила это

Древний «американский гепард» оказался вовсе не гепардом

Древний «американский гепард» оказался вовсе не гепардом

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Те самые редкоземельные металлы: что в них редкого и зачем они вообще нужны

Те самые редкоземельные металлы: что в них редкого и зачем они вообще нужны

Ученые виртуально развернули и прочли свитки папируса, обугленные при извержении Везувия

Ученые виртуально развернули и прочли свитки папируса, обугленные при извержении Везувия

Apple представила AirPods 5 с улучшенным шумоподавлением

Apple представила AirPods 5 с улучшенным шумоподавлением

Apple представила Watch Series 12 и Ultra 4 с новой системой контроля здоровья

Apple представила Watch Series 12 и Ultra 4 с новой системой контроля здоровья

Apple представила первый складной iPhone Duo за 1999 долларов

Apple представила первый складной iPhone Duo за 1999 долларов

Apple представила iPhone 18 Pro и iPhone 18 Pro Max с переменной диафрагмой и чипом A20 Pro

Apple представила iPhone 18 Pro и iPhone 18 Pro Max с переменной диафрагмой и чипом A20 Pro