Automatic setup for characterizing structures exhibiting magnetoresistive effects

• Autorzy: Duk Jakub , Kociubiński Andrzej , Duka Mariusz , Czarnacka Karolina

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2024.12.02

Warianty tytułu

PL

Automatyczne stanowisko do charakteryzacji struktur wykazujących efekty magnetorezystancyjne

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This article describes the development of an automated measurement system for thin-film structures exhibiting magnetoresistive effects, such as anisotropic and giant magnetoresistance. The system includes a resistance/impedance meter and a sample positioning table controlled by Matlab software. Details on the system's design, including the use of Arduino Nano for controlling the positioning table, are provided. Examples of application in measuring resistance changes in different sample orientations are discussed.

PL

W artykule opisano rozwój zautomatyzowanego systemu pomiarowego struktur cienkowarstwowych wykazujących efekty magnetorezystancyjne, takie jak magnetorezystancja anizotropowa i gigantyczna. System składa się z miernika rezystancji/impedancji oraz stołu do pozycjonowania próbek sterowanego oprogramowaniem Matlab. Podano szczegóły dotyczące konstrukcji systemu, w tym wykorzystania Arduino Nano do sterowania stołem pozycjonującym. Omówiono przykłady zastosowań w pomiarze zmian rezystancji w różnych orientacjach próbek.

Słowa kluczowe

EN

magnetoresistance; automation of measurement; measurement system; thin-film structures

PL

magnetorezystancja; automatyzacja pomiarów; system pomiarowy; struktura cienkowarstwowa

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 100, nr 12
• Strony: 5--8
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys.

Twórcy

autor

Duk Jakub

• Lublin University of Technology, Department of Electronics and Information Technology, ul. Nadbystrzycka 38a, 20-618 Lublin

• https://orcid.org/000-0003-1238-8420

autor

Kociubiński Andrzej

• Lublin University of Technology, Department of Electronics and Information Technology, ul. Nadbystrzycka 38a, 20-618 Lublin

• https://orcid.org/0000-0002-0377-8243

autor

Duka Mariusz

• Lublin University of Technology, Department of Electronics and Information Technology, ul. Nadbystrzycka 38a, 20-618 Lublin

• https://orcid.org/0000-0002-5226-1283

autor

Czarnacka Karolina

• Lublin University of Technology, Department of Electronics and Information Technology, ul. Nadbystrzycka 38a, 20-618 Lublin

• https://orcid.org/0000-0003-1434-734X

Bibliografia

• [1] Atamasov V. V., Malenko G. I., Automation of measurements permeability of materials, Journal of Physics: Conference Series, 1488 (2020), 012022
• [2] Hishiyama Y., Kaburagi Y., Inagaki M., Magnetoresistance, Materials Science and Engineering of Carbon, (2016), 173-204
• [3] Valadeiro J., Cardoso S., Macedo R., Guedes A., Gaspar J., Freitas P., Hybrid Integration of Magnetoresistive Sensors with MEMS as a Strategy to Detect Ultra-Low Magnetic Fields. Micromachines, 7 (2016), No. 5, 88
• [4] Freitas P. P., Ferreira R., Cardoso S., Cardoso F., Magnetoresistive Sensors. Journal of Physics: Condensed Matter, 19 (2007), 165221
• [5] Tumański S., Modern magnetic field sensors – a review, Przeglad Elektrotechniczny, 89 (2013), nr 10, 1-12
• [6] Thompson S. M., Magnetoresistive Heads: Physical Phenomena, Encyclopedia of Materials: Science and Technology, 5095-5101
• [7] McGuire T.R., Potter R.I., Anisotropic magnetoresistance in ferromagnetic 3d alloys, IEEE Transactions on Magnetics, 11 (1975), No. 4, 1018-1038
• [8] Kisała J., Kociubiński A., Czarnacka K., Gęca M., Duk J., Badania wpływu grubości warstwy miedzi na efekt gigantycznego magnetooporu w cienkowarstwowych strukturach NiFe/Cu/NiFe, Przeglad Elektrotechniczny, 98 (2022), nr 9, 199-201
• [9] Kisała J., Wpływ dodatkowego pola magnetycznego podczas napylania magnetronowego na efekt GMR w strukturach cienkowarstwowych, Przeglad Elektrotechniczny, 98 (2022), nr 1, 192-195
• [10] Baibich M. N., Broto J. M., Fert A., Nguyen Van Dau F., Petroff F., Etienne P., Creuzet G., Friederich A., Chazelas J., Giant Magnetoresistance of (001)Fe/(001)Cr Magnetic Superlattices, Physical Review Letters, 61 (1988), No. 21, 2472-2475
• [11] Ennen, I., Kappe, D., Rempel, T., Glenske, C., Hütten, A., Giant Magnetoresistance: Basic Concepts, Microstructure, Magnetic Interactions and Applications, Sensors, 16 (2016), No. 6, 904
• [12] Kisała J., Kociubiński A., Jartych E., Influence of the NiFe/Cu/NiFe Structure Dimensions and Position in External Magnetic Field on Resistance Changes under the Magnetoresistance Effect, Materials, 16 (2023), No. 13, 4810
• [13] Czarnacka K., Kisała J., Kociubiński A., Gęca M., Technology and measurements of three-layer NiFeCuMo/Ti/NiFeCuMo structures exhibiting the giant magnetoresistance phenomenon, Journal of Vacuum Science & Technology B, 40 (2022), No. 1, 012806
• [14] Ranchal, R., Torija, M., López, E., Sánchez, M. C., Aroca, C., Sánchez, P., The influence of anisotropy on the magnetoresistance of permalloy-copper-permalloy thin films, Nanotechnology, 13 (2002), No. 3, 392-397
• [15] Jasielski J., Kuta S., Applied methods of power supply and galvanic isolation of gate drivers of power transistors in bridging end stages of Class D amplifiers and inverters, Science, Technology and Innovation, 2 (2018), No. 1, 31-41
• [16] Chmielarz S., Molenda T., Nowoczesne technologie separacji galwanicznej sygnałów cyfrowych i ich przewidywane zastosowania w urządzeniach iskrobezpiecznych, Mining – Informatics, Automation and Electrical Engineering, 3 (2015), No. 523, 59-67

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).