@PhdThesis{diss_mods_00012442, author = {Jahns, Robert}, title = {Untersuchung und Optimierung von Empfindlichkeit und Rauschverhalten magnetoelektrischer Sensoren}, year = {2013}, publisher = {Christian-Albrechts-Universit{\"a}t zu Kiel}, address = {Kiel}, keywords = {Magnetoelektrische Sensoren; Magnetometer; Rauschen; Empfindlichkeit}, abstract = {Bei magnetoelektrischen (ME-) Sensoren handelt es sich um hochempfindliche Magnetfeldsensoren, die im Gegensatz zu supraleitenden Quanteninterferenzeinheiten (SQUIDs) bei Raumtemperatur eingesetzt werden k{\"o}nnen. Durch ihre hohe Empfindlichkeit und geringe Rauschgrenze sind ME-Sensoren prinzipiell dazu geeignet, biomagnetische Felder zu detektieren. Die Untersuchung und Optimierung der Empfindlichkeit und des Rauschverhaltens magnetoelektrischer D{\"u}nnschicht-Sensoren stellen das Thema dieser Arbeit dar. Hierzu werden zun{\"a}chst die verschiedenen Rauschquellen von Sensor und rauscharmen Vorverst{\"a}rker analysiert. Dadurch ist es einerseits m{\"o}glich, das Rauschspektrum von ME-Magnetometern zu berechnen und mit Messergebnissen zu vergleichen. Andererseits erlaubt die analytische Betrachtung des Rauschverhaltens aber auch eine Optimierung des Signal-Rausch-Verh{\"a}ltnisses. F{\"u}r die messtechnische Bestimmung der Rauschgrenze wird zudem ein eigens entwickelter, mehrfach geschirmter Messstand n{\"a}her erl{\"a}utert. Um die Empfindlichkeit magnetoelektrischer Sensoren insbesondere im biomagnetisch relevanten Frequenzbereich zwischen 0.1 Hz und 100 Hz zu erh{\"o}hen, wird weiterhin ein neuartiges Frequenzumsetzungsverfahren vorgestellt, welches die Empfindlichkeit im Vergleich zu herk{\"o}mmlichen Messverfahren um 3 Gr{\"o}{\ss}enordnungen steigern kann. Zudem wird gezeigt, dass herk{\"o}mmliche ME-Sensoren mit ver{\"a}nderter Auslesetechnik auch frequenzmoduliert ausgelesen werden k{\"o}nnen. Durch die Kombination zweier ME-Sensoren zu einer "Stimmgabel", ist es schlie{\ss}lich m{\"o}glich, mechanische St{\"o}reinfl{\"u}sse soweit zu reduzieren, dass mit einer rauschoptimierten Ausleseelektronik magnetische Signale einer tiefen Hirnstimulation detektiert werden k{\"o}nnen.}, url = {https://macau.uni-kiel.de/receive/diss_mods_00012442}, file = {:https://macau.uni-kiel.de/servlets/MCRFileNodeServlet/dissertation_derivate_00004908/Dissertation_Robert__Jahns.pdf:PDF}, language = {de} }