Hibridinės grafeno-lantano perovskitų struktūros magnetovaržinių jutiklių taikymams (Hybrid-MAGSENS)

 

Projekto nr.: SV5-0995
Projekto tinklapis: https://en.ktu.edu/projects/hybrid-graphene-lanthanum-perovskite-structures-for-magnetoresistive-sensors-applications-hybrid-magsens/

Projekto aprašymas:

Magnetometrijai labai svarbu aptikti magnetinius laukus, kurių erdvinė skiriamoji geba yra nano-mikrometrų eilės. Mažų matmenų jutikliai su padidintu jautriu magnetiniam laukui ir išplėstomis jų funkcinėmis galimybėmis šiandien yra labai aktualūs. Buvo pademonstruota, kad grafeno monosluoksniai pasižymi didele magnetovarža (MR) iki labai stiprių magnetinių laukų (B=62 T). Tačiau silpnuose laukuose ji yra maža dėl klasikinės kvadratinės MR(B) priklausomybės. Kita vertus, lantano perovskito sluoksniai pasižymi kolosalia MR silpnuose ir vidutiniuose laukuose, tačiau ji turi tendenciją įsisotinti stipriuose laukuose. Pagrindinė šio projekto idėja: naudojant du nanomedžiagoms būdingus efektus – didelę teigiamą grafeno MR ir kolosalią neigiamą perovskito MR, – sukurti naują kompaktišką hibridinį grafeno-perovskito jutiklį, kurio matmenys būtų mažesni ir jautris didesnis, palyginus su atskirais grafeno arba perovskito jutikliais, bei praplėstos funkcinės galimybės matuoti ne tik magnetinio lauko vertę, bet ir jo kryptį jutiklio plokštumos atžvilgiu. Pagrindinis tikslas – užauginti grafeno ir lantano perovskito La1-xSrx (Mn1-yCoy )zO3 (LSMCO) sluoksnius ant to paties padėklo, naudojant specialias sluoksnių nusodinimo technologijas MW PECVD ir PI MOCVD, ir pagaminti hibridinę grafeno-perovskito struktūrą kaip pagrindinį magnetovaržinio jutiklio elementą, leidžiantį derinti jutiklio jautrį plačiame magnetinių laukų ruože ir galintį matuoti magnetinio lauko vertę bei jo kryptį jutiklio plokštumos atžvilgiu. Toks naujas hibridinis jutiklis suteiktų galimybę sumažinti jutiklio matmenis, matuojant magnetinius laukus nedideliuose tūriuose, ypač matuojant lauko kryptį jutiklio plokštumos atžvilgiu, kai įprastiniais metodais naudojami trys jutikliai. Pramoninių technologijų panaudojimas pagreitins grafeno ir lantano perovskito sluoksnių pagrindu pagamintų jutiklių komercinį pritaikymą.

Projekto finansavimas:

Lietuvos mokslo tarybos parama moksliniams tyrimams, Mokslininkų grupių projektai

Projekto rezultatai:

Impulsinė injekcinė MOCVD technologija bus pritaikyta auginti nanostruktūrizuotus lantano perovskito LSMCO sluoksnius su iš anksto nustatyta chemine sudėtimi (su z=Mn+Co pertekliumi) ir apibrėžtomis MR savybėmis. Mikrobange plazma aktyvuoto cheminio nusodinimo iš garų fazės (MWPECVD) technologija bus optimizuota grafeno sintezei ant to paties padėklo kaip ir užaugintas lantano perovskito sluoksnis. Grafeno ir LSMCOsluoksnių MR savybės bus ištirtos silpnuose (<0,5 T) ir stipriuose (iki 20 T) magnetiniuose laukuose. Bus sukurta hibridinė grafenas-lantano perovskitas struktūra, pagaminta ant vieno padėklo, ir hibridinio magnetinio lauko jutiklio prototipas, pasižymintis didesniu jautriu ir išplėstomis funkcinėmis galimybėmis, palyginti su atskirais grafeno ir manganito jutikliais.

Projekto įgyvendinimo laikotarpis: 2022-05-01 - 2024-12-31

Projekto koordinatorius: VMTI FIZINIŲ IR TECHNOLOGIJOS MOKSLŲ CENTRAS

Projekto partneriai: Kauno technologijos universitetas