این حسگر که بخش فعال آن تنها ۲۰ در ۲۰ میکرومتر است، بر پایه ساختاری فرومغناطیسی مصنوعی طراحی شده و میتواند مشکل قدیمی افزایش نویز همزمان با افزایش حساسیت حسگرهای مغناطیسی را کاهش دهد. نتایج این پژوهش ۱۷ ژوئیه در مجله Physical Review Letters منتشر شده است. چرا این فناوری مهم است؟
حسگرهای اثر هال پیش از این نیز در ابزارهایی مانند ساعتهای هوشمند، تلفنهای همراه، سامانههای تشخیص سرعت چرخ خودرو و برخی تجهیزات پزشکی استفاده میشدند. مزیت اصلی آنها اندازه کوچک، قیمت پایین و مصرف انرژی کمتر در مقایسه با برخی فناوریهای پیچیدهتر است.
مشکل این بود که کوچکتر کردن حسگر و افزایش حساسیت آن معمولاً با افزایش نویز همراه میشد. پژوهشگران چینی با بررسی رفتار ساختارهای اسپینی در مواد مغناطیسی دریافتند که سرعت حرکت این ساختارها با میزان نویز رابطه معکوس دارد؛ بنابراین با افزایش سرعت پویایی اسپینها میتوان نویز را کاهش داد. ویژگی مشخصات نوع حسگر مغناطیسی مبتنی بر اثر هال اندازه ناحیه آشکارسازی ۲۰ × ۲۰ میکرومتر فناوری اصلی ساختار فرومغناطیسی مصنوعی کاربرد احتمالی تشخیص میدانهای مغناطیسی ضعیف کاربردهای آینده پزشکی، صنعت، خودرو و تصویربرداری مواد تشخیص زیردریایی از نظر نظری در فاصله حدود ۵۰۰ متری آیا واقعا میتواند زیردریایی را پیدا کند؟
از نظر فیزیکی، بله، اما هنوز در عمل فاصله زیادی تا استفاده نظامی از این فناوری وجود دارد. زیردریاییهای دارای بدنه فولادی هنگام حرکت در میدان مغناطیسی زمین، توزیع این میدان را اندکی تغییر میدهند. فناوری تشخیص ناهنجاری مغناطیسی (MAD) با شناسایی همین تغییرات میتواند برای یافتن زیردریاییها استفاده شود.
با این حال پژوهشگران تأکید کردهاند که حساسیت فعلی حسگر برای تشخیص در فاصله نزدیک مناسب است و هنوز برای شناسایی زیردریایی در فاصلههای طولانی کافی نیست. بنابراین تصور استفاده فوری از یک ساعت هوشمند برای شناسایی زیردریایی در عمق ۵۰۰ متری، بیشتر یک کاربرد نظری و آیندهنگرانه است تا یک قابلیت عملیاتی امروز. کاربردهای نزدیکتر؛ از مغز تا قلب
کاربردهای پزشکی این فناوری در حال حاضر واقعبینانهتر به نظر میرسند. قلب انسان میدانهای مغناطیسی بسیار ضعیفی ایجاد میکند و فعالیت عصبی مغز نیز با میدانهای مغناطیسی همراه است. این سیگنالها معمولاً در محدوده پیکوتسلا تا نانوتسلا قرار دارند؛ محدودهای که حسگر جدید میتواند برای مطالعه آن مناسب باشد، همچنین کوچکی حسگر امکان استفاده از آن در پژوهشهای مغزی، بررسی فعالیت قلب و تصویربرداری بسیار دقیق از مواد را افزایش میدهد.
در صنایع خودروسازی و الکترونیک نیز میتوان از این فناوری برای اندازهگیری میدانهای مغناطیسی و تصویربرداری از ساختارهای میکروسکوپی مواد استفاده کرد. بنابراین، اگرچه ایده شناسایی زیردریایی با یک حسگر بسیار کوچک جذاب است، نزدیکترین اثر این دستاورد احتمالاً در پزشکی و صنایع پیشرفته دیده خواهد شد. کد مطلب 995931
