Регистрация / Вход
Прислать материал

Создание двухосевого сенсора для систем навигации и ориентирования по магнитному полю Земли на основе наноразмерной тонкопленочной высокочувствительной магниторезистивной структуры

Докладчик: Попков Анатолий Федорович

Должность: Профессор, Профессор МИЭТ, кафедра "Квантовая физика и наноэлектроника"

Цель проекта:
В настоящее время перед разработчиками электронных систем остро встает проблема создания электронных модулей для систем телеметрии, управления, радиолокационных, робототехнических, телекоммуникационных систем и навигации различных объектов как подвижных, так и стационарных. Появляется необходимость создания относительно недорогих устройств способных решить эти задачи. Особое место здесь занимают устройства, способные с большой точностью детектировать магнитное поле Земли, в результате чего открывается возможность ориентации по этому полю. Появление в последнее время магниторезистивных структур, использующих анизотропный магниторезистивный эффект в тонких магнитных пленках, с чувствительностью к магнитному полю на порядки превышающей чувствительность наиболее известных и широко применяемых в технике элементов Холла позволяет создать высокоэффективные, малопотребляющие, малогабаритные и относительно недорогие сенсоры, на основе которых могут быть построены электронные компасы, способные работать как в составе стационарных объектов, так и подвижных, в том числе и летающих. Такие компасы найдут применение для решения задач наведения, навигации, прежде всего автомобильной, ориентации в пространстве антенн, буев и др. Высокая технологичность этих компасов, поскольку они изготавливаются интегральными методами, дает основания для организации крупносерийного производства их для широкого применения.

Основные планируемые результаты проекта:
В ходе выполнения проекта решаются следующие задачи:
- разработка и исследование путей повышения чувствительности магниторезистивных структур к
магнитному полю;
- разработка топология высокочувствительной структуры и проведено моделирование ее работы;
- разработка КД на сенсор магнитного поля;
- разработка технология получения магниторезистивной структуры с высокой чувствительностью;
- разработка и изготовление технологическая оснастка для изготовления магниторезистивной структуры с высокой чувствительностью;
- разработка и изготовление устройства для измерения параметров магниторезистивной структуры с
высокой чувствительностью;
- разработка и изготовление стенда для исследования параметров сенсоров магнитного поля;
- разработка технологии изготовления сенсоров магнитного поля;
- изготовление опытных образцы сенсоров магнитного поля;
- проведение испытания сенсоров.
В настоящее время ведущим мировым лидером по разработке сенсоров регистрации магнитного поля Земли является фирма Honeywell, выпускающая 1 и 2-х осевые анизотропные магниторезистивные сенсоры с чувствительностью до 40 (мВ/В)/кА/м. В ходе выполнения проекта будут созданы сенсоры с чувствительностью не хуже сенсоров Honeywell. К настоящему моменту уже созданы сенсоры с чувствительностью 20,9 (мВ/В)/кА/м.
Основными путями достижения заявленных результатов является совершенствование технологии получения магнитных (пермаллоевых) слоев и разработка высокоэффективной конструкции сенсоры на основе математической модели его работы.


Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Областями применения являются системы навигации и ориентирования различных объектов, как стационарных, так и подвижных, в частности автомобилей, системы позиционирования антенн, буев и т.п.
Практическая реализация должна идти по пути создания экспериментальных образцов, испытания их как на базе Индустриального партнера, так и потенциальных потребителей, после чего начнется производство сенсора.

Текущие результаты проекта:
В настоящее время проводятся работы в рамках первого этапа. Проведен аналитический обзор современной научно-технической литературы.
Проведятся патентные исследования.Разработана методика проектирования анизотропных магниторезистивных пленок с высокой чувствительностью. Разработан лабораторный технологический регламент получения анизотропных магниторезистивных пленок с высокой чувствительностью. Разработаны математические модели работы высокочувствительной магнитной структуры и сенсора, на основе которых проведено моделирование магниточувствительной структуры и работы сенсора.