Entwurf, Analyse und Optimierung magnetoelektrischer Sensoren mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode

Gugat, Jascha Lukas ORCID

Magnetoelektrische (ME) Sensoren sind aufgrund ihrer Eigenschaften und hohen Empfindlichkeiten prädestiniert für den Einsatz in der medizinischen Diagnostik zur Messung sowohl natürlicher als auch künstlicher biomagnetischer Felder bei Raumtemperatur. Diese Arbeit behandelt die systematische Analyse und Optimierung von Dünnschicht-ME-Sensoren. Zur Modellierung wird die Finite-Elemente-Methode (FEM) verwendet und das ME-Sensorverhalten bzgl. ihrer Geometrieparameter, Anordnung der einzelnen Schichten sowie für unterschiedliche Materialkombinationen untersucht. Außerdem wird die Verwendung unterschiedlicher Elektrodenkonzepte sowie der Einsatz mechanischer und magnetischer Konzentratoren analysiert.

Magnetoelectric (ME) sensors are predestined for use in medical diagnostics for the measurement of both natural and artificial biomagnetic fields at room temperature due to their properties and high sensitivities. The scope of this work deals with the systematic analysis and optimization of thin-film ME sensors. The finite element method (FEM) is used for modeling and the ME sensor behavior is investigated with regard to its geometry parameters, the arrangement of the individual layersequences and for different material combinations. In addition, the use of different electrode concepts as well as the use of mechanical and magnetic concentrators is analyzed.

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Gugat, Jascha: Entwurf, Analyse und Optimierung magnetoelektrischer Sensoren mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode. 2017.

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