隧穿磁阻传感器在偏置电压下的辐射耐受性

《Science China-Physics Mechanics & Astronomy》：Radiation tolerance of tunneling magnetoresistance sensors under bias voltage

TMR-MS传感器在0-5Mrad(Si)γ/ X射线辐照下未出现关键性能指标降解，验证其在医疗航天等高辐射环境中的适用性。

　　

摘要

隧穿磁阻磁传感器（TMR-MS）因其出色的性能和成本效益而受到了广泛关注，使其成为取代传统霍尔传感器的最有希望的候选者。然而，在高辐射工作环境中（如医疗和太空应用），传感器必须具备一定的辐射耐受性。为了解决TMR磁敏设备在复杂条件（如电磁辐射）下的磁传感性能稳定性问题，我们研究了在0-5 Mrad(Si)的剂量范围内，γ射线和X射线对TMR-MS性能的影响。这些TMR-MS的灵敏度为418 mV/(V Oe)，噪声水平高达200 pT/√Hz（频率为1 Hz），并且在实验过程中对传感器施加了偏置电压以模拟实际工作条件。实验结果表明，TMR-MS的关键性能指标并未因辐射剂量而退化，这证实了它们在高辐射环境中的适用性。