Твердое тело

Усовершенствованный высокочувствительный холловский магнитометр с повышенной линейностью и улучшенным пространственным разрешением

Х. Р. Ростами

Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН

Аннотация: Одновременным действием постоянного опорного магнитного поля смещения и осциллирующего затухающего локального магнитного поля подмагничивания на поверхность чувствительного элемента из эпитаксиальной пленки YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-x}$ генерирован резкий скачок магнитного отклика при термодинамическом первом критическом магнитном поле двойников $H_{ic1}$. Усилением исследуемого слабого сигнала суммарным полем и использованием эффекта резкого скачка динамической остаточной магнитной проницаемости в районе $H_{ic1}$ продемонстрирована возможность повышения чувствительности стандартного холловского магнитометра от $\sim$ 2.5 $\cdot$ 10$^{-3}$ Gs/Hz$^{1/2}$ до $\sim$ 8 $\cdot$ 10$^{-7}$ Gs/Hz$^{1/2}$ в частотном диапазоне $\sim$ 1 kHz. С сохранением точности и линейности $\sim$ 0.01% диапазон измеряемых магнитных полей магнитометра расширен в область слабых полей $\sim$ (8 $\cdot$ 10$^{-7}$–2.5 $\cdot$ 10$^{-3}$) Oe. Для повышения чувствительности, линейности и помехоустойчивости начало рабочей точки магнитометра смещено до значений Hic1 двойников. Повышенное пространственное разрешение магнитометра, определяемое линейными размерами двойников YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-x}$ пленки, обеспечивалось увеличением направленного перпендикулярно к поверхностям пленки и преобразователю Холла суммарным магнитным полем и достигало величины $\sim$ 300 nm.

Ключевые слова: двойниковый высокотемпературный сверхпроводник, скачок плотности захваченного магнитного потока, опорное магнитное поле смещения, осциллирующее затухающее локальное магнитное поле подмагничивания, двухступенчатый холловский магнитометр.

Поступила в редакцию: 04.01.2022
Исправленный вариант: 28.04.2022
Принята в печать: 26.09.2022

DOI: 10.21883/JTF.2022.12.53747.16-22

Реферативные базы данных:

•