Description du projet
L’avenir des capteurs magnétiques ultrasensibles
La demande de capteurs de champ magnétique ultrasensibles est en hausse, en raison de la nécessité d’établir des diagnostics plus précis dans le domaine des soins de santé et d’utiliser des technologies vertes à haut rendement énergétique. Les technologies existantes ont toutefois du mal à atteindre une détection de champ magnétique ultra-faible sans recourir à des améliorations artificielles telles que des concentrateurs de flux magnétiques. Ces outils externes peuvent accroître la sensibilité, mais échouent à surmonter les limites fondamentales du bruit au sein de la structure du capteur. Soutenu par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet FemtoSense vise à révolutionner les capteurs spintroniques à magnétorésistance à effet tunnel (TMR pour «tunnelling magnetoresistance») en atteignant une sensibilité de l’ordre du femtoTesla grâce à la science des matériaux et à l’ingénierie des dispositifs. En développant des barrières à effet tunnel hautement ordonnées et en optimisant les structures d’électrodes ferromagnétiques, le projet supprimera le bruit électronique et magnétique, ouvrant ainsi la voie aux capteurs magnétiques de haute précision de la prochaine génération.
Objectif
Novel and compaImplementation of solid-state magnetic field sensors with ultra-high sensitivity and ultra-low magnetic-field detectivity is mandatory to accelerate the development of individualized and precision healthcare devices and promote the change to more energy efficient green technologies. Unlike other studies, the project will provide major advances in the field of spintronic tunneling magnetoresistance (TMR) sensors by pushing their limit of detectivity to the femtoTesla range without using external tools as magnetic flux concentrator, which is an artificial technique to increase sensitivity regardless to the origin of limitation in TMR multilayer structure as noise sources. For that, FEMTOSense is to pinpoint the origin and mechanisms that govern all noise contributions, and their control, on-demand, using materials science and device engineering. To do this, I will develop highly (001)-textured spinel oxide MgAl2O4 (MAO) tunneling barriers enabling tunable lattice matching with wide range of ferromagnetic electrodes particularly CoFeB, to suppress the interfacial imperfection (noise) at the interface and improve TMR ratio. I will also improve the quality of the ferromagnetic electrodes by development of functional sensing layers consisting of sandwich-like amorphous ferromagnet. The ferromagnetic sandwich comprises thin layers of super-soft NiFe inserted between amorphous phase of CoFeBTa ferromagnetic layers. The former is to prevent propagation of 111-texture of NiFe to MAO barrier, ensuring ordering interface with minimized electronic noises. The latter is to tune the structural and magnetic characteristics of the sensing layers, enabling high sensitivity and suppressing magnetic noise at the sensing layer. Finally, I will establish a framework to map all sources of noise within each of the spintronic sensor building blocks, and identify the method of treatment by theoretical modeling for demonstration of femtoTesla tunneling magnetoresistnce sensors.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- ingénierie et technologiegénie électrique, génie électronique, génie de l’informationingénierie électroniquecapteurs
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Programme(s)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2022-PF-01
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HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF -Coordinateur
5612 AE Eindhoven
Pays-Bas