RU2735069C1 - Magnetoresistive element - Google Patents
Magnetoresistive element Download PDFInfo
- Publication number
- RU2735069C1 RU2735069C1 RU2020115906A RU2020115906A RU2735069C1 RU 2735069 C1 RU2735069 C1 RU 2735069C1 RU 2020115906 A RU2020115906 A RU 2020115906A RU 2020115906 A RU2020115906 A RU 2020115906A RU 2735069 C1 RU2735069 C1 RU 2735069C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetoresistive element
- contact pads
- resistance
- electronics
- magnetic field
- Prior art date
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 5
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910016583 MnAl Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 5
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 3
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N50/00—Galvanomagnetic devices
- H10N50/10—Magnetoresistive devices
Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области производства изделий низкотемпературной электроники и может быть использовано в конструкциях датчиков и преобразователей магнитного поля.The invention relates to the field of production of low-temperature electronics and can be used in the design of sensors and transducers of the magnetic field.
Развитие низкотемпературной электроники предъявляет новые требования к приборной базе, в частности, к магниторезистивным элементам. Существует много низкотемпературных (по общепринятой классификации) элементов, работающих при температурах ниже 170 K. Но выбор устройств для диапазона температур <4,2 K, то есть работающих ниже температуры кипения гелия, ограничен. При этом современная низкотемпературная электроника уже требует устройств, работающих при сверхнизких (<1,0 K) температурах.The development of low-temperature electronics makes new demands on the instrument base, in particular, on magnetoresistive elements. There are many low-temperature (generally accepted classification) elements operating at temperatures below 170 K. But the choice of devices for the temperature range <4.2 K, that is, operating below the boiling point of helium, is limited. At the same time, modern low-temperature electronics already require devices operating at ultra-low (<1.0 K) temperatures.
Известен магниторезистивный элемент, содержащий подложку из полуизолирующего арсенида галлия, магниточувствительный слой из монокристаллической пленки германия с дырочной проводимостью и контактные площадки из индия [Н.Т. Горбачук. Полупроводниковый магниторезистор и способ его изготовления. Авторское свидетельство СССР №1728903] - прототип. Это устройство имеет рабочий диапазон температур 4,2-30 K. Недостатком устройства-прототипа является то, что его рабочий диапазон не охватывает область <1,0 K.Known magnetoresistive element containing a substrate of semi-insulating gallium arsenide, a magnetically sensitive layer of a single crystal film of germanium with hole conductivity and contact pads from indium [N.T. Gorbachuk. Semiconductor magnetoresistor and method for its manufacture. USSR author's certificate No. 1728903] - prototype. This device has an operating temperature range of 4.2-30 K. The disadvantage of the prototype device is that its operating range does not cover an area of <1.0 K.
Задача предлагаемого изобретения - создание магниторезистивного элемента, рабочий диапазон температур которого <1,0 K.The objective of the present invention is to create a magnetoresistive element, the operating temperature range of which is <1.0 K.
Поставленная задача решается тем, что магниторезистивный элемент, включающий магниточувствительный слой и контактные площадки, состоит из слоя сплава Ti2MnAl, а контактные площадки выполнены из золота.The problem is solved by the fact that the magnetoresistive element, including the magnetically sensitive layer and contact pads, consists of a Ti 2 MnAl alloy layer, and the contact pads are made of gold.
Рабочий диапазон температур предлагаемого устройства от 0,03 K до 1,0 K.The operating temperature range of the proposed device is from 0.03 K to 1.0 K.
На Фиг. 1, где Rr - относительное сопротивление и В - индукция магнитного поля, показана градуировочная кривая магниторезистивного элемента при температуре 0,03 К. Точки на графике Фиг. 1 - экспериментальные данные. Значения относительного сопротивления на Фиг. 1 вычислены какFIG. 1, where R r is the relative resistance and B is the magnetic field induction, the calibration curve of the magnetoresistive element is shown at a temperature of 0.03 K. The points in the graph of FIG. 1 - experimental data. The relative resistance values in FIG. 1 are calculated as
где R0 - сопротивление при B=0, RB - сопротивление при приложении магнитного поля с индукцией В.where R 0 is the resistance at B = 0, R B is the resistance when a magnetic field with induction B is applied.
При температурах выше 1 K сопротивление магниторезистивного элемента от индукции В практически не зависит, а в интервале температур 0,03 K - 1 K величина сопротивления не зависит от температуры и градуировочные кривые практически совпадают с зависимостью, представленной на Фиг. 1.At temperatures above 1 K, the resistance of the magnetoresistive element practically does not depend on induction B, and in the temperature range 0.03 K - 1 K, the resistance value does not depend on temperature and the calibration curves practically coincide with the dependence shown in Fig. 1.
Сопротивление устройства при B=0 составляет 97,4 Ом. Магниторезистивные свойства проявляются в интервале значений B от 0 Тл до 0,3 Тл. При B>0,3 Тл сопротивление магниторезистивного элемента перестает зависеть от величины индукции магнитного поля.The device resistance at B = 0 is 97.4 ohms. Magnetoresistive properties are manifested in the range of B values from 0 T to 0.3 T. At B> 0.3 T, the resistance of the magnetoresistive element ceases to depend on the magnitude of the magnetic field induction.
Пример исполнения магниторезистивного элемента показан на Фиг. 2, где 1 - слой сплава Ti2MnAl, 2 и 3 - контактные площадки из золота.An exemplary embodiment of the magnetoresistive element is shown in FIG. 2, where 1 is a Ti 2 MnAl alloy layer, 2 and 3 are gold contact pads.
Устройство работает следующим образом. Слой 1 сплава Ti2MnAl обеспечивает магниточувствительность устройства, а контактные площадки 2 используются для подключения устройства в цепь для измерения и/или регистрации сопротивления. Поскольку градуировочная кривая (Фиг. 1) имеет максимум, то при использовании устройства для измерения индукции магнитного поля замеры должны производиться отдельно в поддиапазонах 0-0,15 Тл и 0,15-0,3 Тл.The device works as follows.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020115906A RU2735069C1 (en) | 2020-04-21 | 2020-04-21 | Magnetoresistive element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020115906A RU2735069C1 (en) | 2020-04-21 | 2020-04-21 | Magnetoresistive element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2735069C1 true RU2735069C1 (en) | 2020-10-27 |
Family
ID=72949140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020115906A RU2735069C1 (en) | 2020-04-21 | 2020-04-21 | Magnetoresistive element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2735069C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2754540C1 (en) * | 2021-02-15 | 2021-09-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН) | Electric arc method for producing ti2mnal ingots |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1728903A1 (en) * | 1990-04-24 | 1992-04-23 | Киевский технологический институт легкой промышленности | Semiconductor magnetoresistor and method of its manufacture |
| RU2066504C1 (en) * | 1994-07-20 | 1996-09-10 | Институт проблем управления РАН | Magnetoresistive sensor |
| JP4724202B2 (en) * | 2001-02-01 | 2011-07-13 | 株式会社東芝 | Magnetoresistive element, magnetoresistive head, and magnetic recording / reproducing apparatus |
| US10103321B2 (en) * | 2014-03-13 | 2018-10-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistive element and magnetic memory |
-
2020
- 2020-04-21 RU RU2020115906A patent/RU2735069C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1728903A1 (en) * | 1990-04-24 | 1992-04-23 | Киевский технологический институт легкой промышленности | Semiconductor magnetoresistor and method of its manufacture |
| RU2066504C1 (en) * | 1994-07-20 | 1996-09-10 | Институт проблем управления РАН | Magnetoresistive sensor |
| JP4724202B2 (en) * | 2001-02-01 | 2011-07-13 | 株式会社東芝 | Magnetoresistive element, magnetoresistive head, and magnetic recording / reproducing apparatus |
| US10103321B2 (en) * | 2014-03-13 | 2018-10-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistive element and magnetic memory |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2754540C1 (en) * | 2021-02-15 | 2021-09-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН) | Electric arc method for producing ti2mnal ingots |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Honkura | Development of amorphous wire type MI sensors for automobile use | |
| JP6438959B2 (en) | Single chip Z-axis linear magnetoresistive sensor | |
| CN110662939A (en) | Coil Actuated Sensor with Sensitivity Detection | |
| US3092998A (en) | Thermometers | |
| JP2017500733A (en) | Hall sensor readout system that performs offset determination using the Hall element itself | |
| RU167464U1 (en) | INTEGRAL SENSITIVE PRESSURE TRANSDUCER ELEMENT WITH TEMPERATURE SENSOR | |
| US8517605B2 (en) | Bimetallic integrated on-chip thermocouple array | |
| US5141334A (en) | Sub-kelvin resistance thermometer | |
| RU2735069C1 (en) | Magnetoresistive element | |
| Ma et al. | High performance single element MI magnetometer with peak-to-peak voltage detector by synchronized switching | |
| US5191237A (en) | Field-effect transistor type semiconductor sensor | |
| Dowling et al. | The effect of bias conditions on AlGaN/GaN 2DEG Hall plates | |
| Sutor et al. | New CMOS-compatible mechanical shear stress sensor | |
| JPH0540064A (en) | Schottky junction temperature sensor | |
| Liu et al. | Dual measurement of current and temperature using a single tunneling magnetoresistive sensor | |
| JP2020008563A (en) | Magnetic field measuring device, magnetic field measuring method, and magnetic field measuring program | |
| JP2020008568A (en) | Magnetic field measuring device, magnetic field measuring method, and magnetic field measuring program | |
| CN109814050A (en) | A Bridge Thin Film Magnetoresistive Sensor Using Barber Electrode | |
| Soong et al. | A fully monolithic 6H-SiC JFET-based transimpedance amplifier for high-temperature capacitive sensing | |
| Katzmann et al. | Thin-film AC-DC converter with thermoresistive sensing | |
| RU2729881C1 (en) | Thermoresistive element | |
| US20070055473A1 (en) | EMI rejection for temperature sensing diodes | |
| WO2014137994A1 (en) | Thermocouple circuit based temperature sensor | |
| RU2391747C1 (en) | High-frequency magnetosensitive nanoelement | |
| Devlikanova et al. | The Study of SOI Split-drain Field-effect Hall sensor In Partial Depletion Mode |