易锥态磁传感器

灵敏度高达31196 VA⁻¹ T⁻¹

通过调控Pt/Co/Ta异质结的磁各向异性，该传感器在易锥态下实现了超高灵敏度与超低驱动电流，显著降低了三维磁场探测的功耗与复杂度。

Su, Wei · 胡忠强 · Li, Yaojin · Yongliang, Han · Chen, Yicheng · 王琛英 · 蒋庄德 · He, Zhexi · 吴金根 · 周子尧 · 王智广 · 刘明

Advanced Functional Materials 2023

具体参数

灵敏度

{'zh': '31196', 'en': '31196'} VA⁻¹ T⁻¹

驱动电流密度

{'zh': '3.8', 'en': '3.8'} kA cm⁻²

驱动电流密度降低倍数

{'zh': '5', 'en': '5'}

技术优势

灵敏度破纪录

易锥态下灵敏度高达31196 VA⁻¹ T⁻¹，为同类器件最高值，使微弱磁场也能被检测。

驱动电流降三个量级

易锥态传感器可在3.8 kA cm⁻²的超低电流密度下工作，比此前结果低三个数量级，大幅降低功耗与发热。

三维探测更紧凑

易锥态传感器虽仅测z轴磁场，但配合两个各向异性磁阻传感器即可实现紧凑型三维探测，摆脱多传感器正交布局。

应用场景

• 自旋电子学：提供低功耗自旋轨道矩传感单元，推动自旋电子器件实用化。
• 生化传感：高灵敏度磁传感器可检测生物标记物的微弱磁信号，无需标记。
• 精密仪器：紧凑型三维磁传感器可集成到精密仪器，实现小体积高分辨探测。
• 物联网传感：超低驱动电流适合电池供电的物联网节点，延长续航。
• 脑机接口：低功耗高灵敏磁传感器可植入脑机接口，检测神经磁场。