고온에서 동작하는 자기 센서를 다이아몬드를 이용하여 개발 NIMS 등의 연구

고온에서 동작하는 자기센서를 다이아몬드를 이용하여 개발 NIMS등의 연구!

물질재료연구기구(NIMS)는 섭씨 500도의 고온에서도 작동하는 자기 센서를 다이아몬드를 이용해 개발했다고 13일 밝혔다.

■ 석유 탐색에도 사용되는 자기 센서
자기센서의 용도는 항공기나 자동차 엔진의 회전수 검출부터 석유나 광물의 탐색, 원자로의 열화 진단, 우주이용까지 광범위하다.

이러한 고온 환경에서도 안정적으로 이용할 수 있어야 한다.

지금까지의 고온자기센서는 전력소비의 크기 및 감도가 좋지 않은 점 등의 과제가 있었다.

한편 'MEMS 센서'라 불리는 기반 위에 집적화된 자기센서는 저소비전력이면서 고감도이기 때문에 일본 정부가 내세우는 스마트 사회를 실현하는 데도 필수적이라고 생각된다.

MEMS 센서는 실리콘이나 금속 재료로 주로 제작돼 왔지만 전기나 열 등에 대한 안정성이 떨어져 고성능화가 어려웠다.

■ 다이아몬드 결함이 고온에서 내구성을 낳는다
NIMS 도호쿠대(東北大学)등의 연구자들로 구성된 그룹이 MEMS 센서의 재료로서 착안한 것이 내열성이 뛰어난 다이아몬드다.

MEMS 센서는 캔틸레버라고 불리는 진동판과 자기와의 공명을 이용해 자기를 검출한다.

연구진은 이미 다이아몬드 캔틸레버를 이용한 MEMS 센서 개발에 성공한 바 있다.

연구진은 이번에 다이아몬드 MEMS 센서의 개량을 위해 다이아몬드 심도있는 결함의 영향을 해석 했다.

그 결과 다이아몬드 MEMS가 섭씨 700도의 고온에서도 안정성을 갖는 것으로 확인됐다.

캔틸레버로서 고온에서도 외부로부터의 자기로 탄성 변형하는 「자성 재료」를 활용해, 다이아몬드 MEMS 센서와 조합하는 것으로 섭씨 500도에서도 안정적으로 동작하도록 개량했다.

이번에 개발된 다이아몬드 MEMS 센서는 가혹한 환경에서의 자기센싱에 응용될 것으로 연구진은 기대하고 있다.

연구의 자세한 내용은 미 물리학회지 Physical Review Letter에 12 일자로 게재되어 있다.


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