Modeling and design of hybrid Ferromagnetic structures for energy-efficient magnetic sensors
Jofre Herrera Osso (Universitat Autónoma de Barcelona). Tutor: Anna Palau
Este proyecto explora cómo usar capas muy delgadas de cobalto para fabricar sensores magnéticos de bajo consumo. El objetivo es entender cómo varía la estructura interna del material cuando se le aplica un campo magnético, ya que esto influye en su capacidad para detectar campos de manera eficiente.
Primero se realizaron simulaciones teóricas para averiguar qué configuraciones o “estados magnéticos” se forman dentro de tiras de cobalto de diferentes tamaños (principalmente variando su grosor, ancho y largo). Se comprobó que, según la forma y el espesor, el cobalto podía presentar distintas distribuciones de dominios magnéticos. Luego, para comparar esas simulaciones con la realidad, se recrearon experimentos realizados en el Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB). Allí se midieron tiras de cobalto bajo un campo magnético para ver cómo cambiaba su resistencia eléctrica (efecto conocido como magnetorresistencia anisótropa, o AMR).
Los resultados indicaron que si la tira es muy delgada, la magnetización interna es más uniforme, facilitando un comportamiento lineal y estable para la medición. Cuando las tiras son más gruesas o grandes, pueden aparecer dominios más complejos que dificultan un funcionamiento predecible. Sin embargo, se comprobó que basta ajustar adecuadamente el espesor y la forma de la tira para reproducir en el laboratorio lo que se observaba en las simulaciones. Con esto, se espera diseñar sensores más eficientes, sencillos de fabricar, y que respondan de manera fiable a campos magnéticos de distintas intensidades.