Herstellung und Charakterisierung magnetischer Sensoren basierend auf nanokristallinen und amorphen weichmagnetischen Legierungen

Diplomarbeit aus dem Jahr 2007 im Fachbereich Physik - Angewandte Physik, Note: 1.2, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Sprache: Deutsch, Abstract: Als erstes wird die Herstellung und Charakterisierung mit einer ferromagnetischen Legierungsschicht aus Nickel, Eisen und Molybdän überzogener Kupferdrähte beschrieben. Es wird gezeigt, wie sich Parameteränderungen während des Herstellungsprozesses auf den GMI-Effekt (Giant Magnetic Impedance) auswirken. Die Variation der Molybdänkonzentration hat großen Einfluss auf die Oberflächenbeschaffenheit und den GMI-Effekt und während der Beschichtung extern angelegte Magnetfelder beeinflussen ebenfalls den GMI-Effekt, insbesondere die Symmetrie der gemessenen GMI-Kurve bezüglich des angelegten Magnetfeldes. Als nächstes wird gezeigt, dass der Matteucci-Effekt von dH/dt abhängt und nicht von einem möglichst großen Feld H. Auch entsteht der Matteucci-Peak immer beim selben Magnetfeld für verschiedene dH/dt. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Untersuchung des GMI-Effekts bei mechanischer Beeinflussung des Drahtes. Es wird ersichtlich, dass eine Zugbelastung eine irreversible Verringerung des GMI-Effekts zur Folge hat. Eine Torsionsbelastung ist dagegen, wenn sie nicht zu groß ist, teilweise reversibel. Außerdem werden Matteucci-, Wiegand- und GMI-Effekt untereinander verglichen. Die absolut gemessenen Werte zeigen dabei keinerlei Korrelationen. Vergleicht man die Effekte jedoch im Verlauf des externen Magnetfeldes so existieren Korrelationen bezüglich der Orte von Maxima und Minima der unterschiedlichen Effekte. Im letzten Teil wird gezeigt, dass der Wiegand-Effekt der beschichteten Kupferdrähte die Größenordnung von industriell gefertigten Drähten erreicht. Im zweiten Teil wird die Konstruktion und Vermessung eines Torsionssensors beschrieben. Als Material kommt dabei ein amorpher ferromagnetischer Metallstreifen zum Einsatz. Zunächst wird gezeigt, dass mit solchen Metallstreifen prinzipiell Torsionsmessungen möglich sind. Danach wird der optimale Messbereich des Sensors mit der größten Empfindlichkeit bestimmt. Schließlich werden Untersuchungen bezüglich des Hystereseverhaltens gemacht.