Magnetinio lauko jutiklio tyrimas ir kalibravimas stipriuose magnetiniuose laukuose

Abstract

Baigiamojo darbo įvade pagrįstas darbo aktualumas, nurodyti pagrindiniai darbo tikslai, spręsti uždaviniai, mokslinis naujumas ir praktinė vertė. Darbe yra pateikta literatūros apžvalga apie manganitų elektrines ir magnetines savybes, plonųjų sluoksnių auginimo technologijas, aprašyta tyrimų stipriuose impulsiniuose magnetiniuose laukuose metodika, pateikti tyrimų rezultatai ir išvados. Baigiamajame darbe buvo ištirta plonųjų polikristalinių La1–xSrxMnO3 (x = 0,3; 0,22; 0,17) sluoksnių, užaugintų ant polikoro padėklo, magnetovarža stipriuose magnetiniuose laukuose iki 15 T ir nustatyta, kad ji priklauso nuo sluoksnių legiravimo laipsnio x, maksimalios varžos temperatūros ir kristalitų dydžio: sumažinus x, magnetovarža kambario temperatūroje padidėja, tuo tarpu mažinant kristalitų dydį, magnetovarža mažėja. Parodyta, kad kuriant magnetinio lauko jutiklius, matuojančius kambario temperatūroje magnetinės indukcijos vertę nepriklausomai nuo magnetinio lauko krypties, optimaliausi yra La0,83Sr0,17MnO3 sluoksniai, užauginti, esant 750 C pad��klo temperatūrai. Sukurta patogi naudotojo sąsajos bei visiško funkcionalumo taikomoji programa, veikianti „ORIGIN“ aplinkoje, skirta magnetinio lauko jutiklio kalibravimui bei duomenų apdorojimui ir grafiniam atvaizdavimui ir, naudojant šią programą, atliktas magnetinio lauko jutiklių kalibravimas. Darbą sudaro 7 dalys: įvadas, manganitai, bandiniai ir matavimo įranga, skaitmeninis matematinis paketas „Origin“, rezultatai, apibendrinimas ir išvados, literatūros sąrašas. Darbo apimtis – 67 p. teksto be priedų, 40 iliustr., 8 lent., 29 bibliografiniai šaltiniai. Atskirai pridedami darbo priedai.

The main aim of the work was to investigate magnetoresistance of thin polycrystalline La1–xSrxMnO3 films deposited on lucalox substrate using MOCVD technique, to develope pulsed magnetic field sensor operating at room temperature and to create mathematical code for such sensor calibration. The main objectives and goals of the work, scientific novelty and practical importance are presented in the introduction. The main electrical and magnetic properties of manganite films are described in literature review. The work also contains description of metal organic chemical vapour deposition (MOCVD) technique used for manganite films preparation, measurement equipment used for magnetoresistance investigation in pulse magnetic fields, and description of obtained results. The magnetoresistance of thin polycrystalline La1–xSrxMnO3 films was investigated in pulsed magnetic fields up to 12 T. The results demonstrate high influence of film fabrication technology on the electrical transport characteristics and magnetoresistance of the films. Decrease of composition x (from 0.3 down to 0.17), has resulted in magnetoresistance increase while decrease of crystallite dimensions (from 170 nm to 110 nm) determined a decrease of magnetoresistance. It was concluded that La1–xSrxMnO3 films with stroncium concentration x=0.17 grown at 750 °C temperature could be used for design of magnetic field sensors which are able to measure magnetic field induction in small volumes independently on magnetic field direction with respect to the sensor’s orientation. Mathematical code for sensor‘s calibration was created using „ORIGIN“ software. The prepared sensors were calibrated usisng this code. The diploma thesis contains 7 parts: introduction, Manganites, Samples and measurement technique, Mathematical code „Origin“, Results, Summary and main conclusions, references. The volume of the thesis – 67 pages of the text without the appendix, 40 figures, 8 tables, 29 bibliographical sources. The appendix is also attached.