Planarer Hall-Sensor

Der planare Hall-Sensor ist ein Magnetsensor, der auf dem planaren Hall-Effekt ferromagnetischer Materialien basiert. ^{[ 1 ] [ 2 ]} Er misst die Änderung des anisotropen Magnetowiderstands, die durch ein externes Magnetfeld in der Hall-Geometrie hervorgerufen wird. Im Gegensatz zu einem herkömmlichen Hall-Sensor, der Feldkomponenten senkrecht zur Sensorebene misst, reagiert der planare Hall-Sensor auf Magnetfeldkomponenten in der Sensorebene. Generell ist der Widerstand ferromagnetischer Materialien größer, wenn der Strom in Richtung der Magnetisierung fließt, als wenn er senkrecht zum Magnetisierungsvektor fließt. Dadurch entsteht ein asymmetrisches elektrisches Feld senkrecht zum Strom, das vom Magnetisierungszustand des Sensors abhängt. Die präzise Kontrolle des Magnetisierungszustands ist entscheidend für die Funktion des planaren Hall-Sensors. Herstellungsbedingt ist die Magnetisierung bei einem angelegten Feld von null auf eine bestimmte Richtung beschränkt. Die Anlegung eines Feldes senkrecht zu dieser Richtung ändert den Magnetisierungszustand so, dass die elektronische Messung linear zur Stärke des angelegten Feldes verläuft. Dies gilt für angelegte Felder, die kleiner als ein Viertel des intrinsischen effektiven Anisotropiefeldes sind (siehe Referenz 1 für Details zum Funktionsprinzip).

Der planare Hall-Sensor wurde bereits als Magnetpartikeldetektor ^{[ 3 , 4 ]} und zur Messung des Erdmagnetfelds mit Nanotesla- Präzision ^{[ 5 ]} eingesetzt . Als Magnetpartikelsensor kann er als Messprinzip in magnetischen Bioassays verwendet werden [1]. ^{In [ 5 ]} wurde der Nachweis von Influenzaviren mittels eines Immunassays demonstriert, der einem Sandwich-ELISA auf Basis monoklonaler Antikörper nachempfunden ist ^{[ 6 ] .}