Китайские исследователи разработали чрезвычайно чувствительный магнитный датчик, способный измерять даже мельчайшие изменения магнитного поля. Это так называемый датчик Холла. Он настолько компактный, что его легко можно поместить внутри умных часов, сообщает South China Morning Post. Датчик Холла — это электронный прибор, преобразующий силу магнитного поля в электрический сигнал.Изображение: нейросеть qwen Этот тип датчика уже используется во многих устройствах, таких как смартфоны, умные часы и автомобили. Датчики Холла измеряют существующие магнитные поля и их изменения: магнитное поле генерирует крошечное электрическое напряжение, так называемое напряжение Холла, в материале датчика, по которому протекает ток. Это позволяет определять положение, движение или близость магнитных объектов. Исследователям из Хэфэйского института физических наук и Нинбоского института материаловедения и инженерии удалось решить фундаментальную проблему датчиков Холла: электрический шум. Внутри магнитных материалов бесчисленные электроны вращаются, образуя структуры, известные как спиновые текстуры. Они не статичны, а иногда резко переключаются из одного состояния в другое — именно это и генерирует шум. Китайские исследователи обнаружили, что более медленные движения спиновых текстур создают больше шума, а более быстрые — меньше. До сих пор чем чувствительнее становились датчики Холла, тем сильнее становился шум — пока желаемый сигнал в конечном итоге не исчезал внутри них. Теперь команде удалось разработать основу для датчика Холла размером с пылинку, ферромагнитная структура которого движется необычайно быстро. Точно контролируя толщину магнитных слоев и тонко настраивая процесс отжига, исследователи смогли значительно повысить чувствительность к магнитному полю. Согласно расчетам, его чип размером всего 20 на 20 микрометров будет достаточно чувствительным, чтобы обнаружить магнитную сигнатуру субмарины на расстоянии примерно 500 метров под водой. Однако датчик пока моделировался только в идеальных условиях. Вопрос о том, смогут ли устройства действительно обнаруживать проходящие мимо подводные лодки, остается открытым: в реальном мире на работу датчика будут влиять колебания магнитного поля Земли, а также движение самого прибора, других металлических объектов, электронных устройств или волнение в океане. Тем не менее датчики Холла с пониженным уровнем шума могут в будущем использоваться в медицинской диагностике, навигации без GPS или в научных и военных измерительных приборах.
Источник новости: overclockers.ru
