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Proton irradiation enhancement of low-field negative magnetoresistance sensitivity of AlGaN/GaN-based magnetic sensor at cryogenic temperature

陽子線照射による極低温でのAlGaN/GaN磁気センサーの負低磁気抵抗感度の向上

Abderrahmane, A.*; Ko, P. J.*; 岡田 浩*; 佐藤 真一郎; 大島 武; Sandhu, A.*

Abderrahmane, A.*; Ko, P. J.*; Okada, Hiroshi*; Sato, Shinichiro; Oshima, Takeshi; Sandhu, A.*

宇宙用磁気センサーへの応用が期待されるAlGaN/GaNマイクロホールセンサーの縦方向と横方向の磁気抵抗に対する陽子線照射効果を明らかにするため、室温にて380keV陽子線を10$$^{14}$$cm$$^{-2}$$の線量照射した。磁気特性変化を調べた結果、照射後も同等の磁気感度を維持し、4Kといった低温における最低検出磁気強度もほぼ同等であった。一方、磁気抵抗感度は160から417V/(A$$cdot$$T)へとむしろ向上することが分かった。この値は、これまで報告されてきたAlGaN/GaN系マイクロホールセンサーの磁気抵抗感度の中で最高値である。このことから、このレベルの線量の陽子線照射により磁気抵抗感度の改善が図れることを明らかにした。

The longitudinal and transverse magnetoresistances of AlGaN/GaN heterostructure-based micro-Hall sensors were compared with samples irradiated with protons with an energy of 380 keV and fluence of 10$$^{14}$$ (protons/cm$$^{2}$$). Increases in the elastic and inelastic scattering were deduced from weak localization behavior in both samples. The AlGaN/GaN micro-Hall sensors showed stable magnetic sensitivity in non and irradiated samples and increased resistivity after proton irradiation yielded an enhanced magnetoresistance sensitivity in nonirradiated sensors from 160 to 417 V/(A $$cdot$$ T). The minimum detectable magnetic field of irradiated micro-Hall sensors determined from magneto-voltage measurements at 4 K was similar to the minimum detectable magnetic field in the nonirradiated sensors.

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分野:Engineering, Electrical & Electronic

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