ΔE 效应传感器的工作区域与设计原则
材料科学
2025-08-11 v1
摘要
基于 ΔE 效应的磁电传感器已成为在低频下探测弱磁场的有前景的技术。然而，由于信号和噪声特性由磁性层几何形状、磁微结构和损耗等相互依赖的参数决定，此类传感器的性能仍然难以预测。在这项工作中，我们对亚毫米尺寸的 ΔE 效应传感器进行了系统的实验研究，涵盖了 24 种在磁性层厚度和横向尺寸上变化的器件配置。通过测量和模拟的结合，对这些传感器进行统计分析，以确定磁性层几何形状对性能的影响。我们的发现揭示了三种不同的工作区域——分别由电子噪声、磁噪声和非线性主导——其边界随磁性层厚度系统性地变化。这种区域行为决定了灵敏度和噪声之间的权衡，最终决定了传感器的探测极限。基于这些结果，详细讨论了区域边界对关键器件参数的依赖性，为定制传感器性能提供了基础性见解。因此，本研究为有针对性的性能优化和先进 ΔE 效应传感器系统的可扩展设计奠定了必要的基础。
引用
@article{arxiv.2508.06114,
title = {Operation Regimes and Design Principles of Delta-E Effect Sensors},
author = {Fatih Ilgaz and Elizaveta Spetzler and Patrick Wiegand and Robert Rieger and Jeffrey McCord and Benjamin Spetzler},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.06114},
year = {2025}
}