Fortschrittlicher flexibler Magnetfeldsensor mit Ag-Nanodrähten und magnetischen Nanopartikel-dotiertem PDMS

Zusammenfassung

Diese Arbeit präsentiert einen neuen flexiblen Magnetfeldsensor basierend auf Ag-Nanodrähten und magnetischen Nanopartikeln, die in Polydimethylsiloxan (AgNWs & MNs-PDMS) mit Sandwich-Struktur dotiert sind. Die MNs fungieren als empfindliche Einheit für Magnetfeldmessung. Zudem bilden die AgNWs leitfähige Netzwerke während Verformung. Magnetostriktion führt zum Widerstandsänderung der AgNWs & MNs-PDMS Sensoren. Darüber hinaus erhöhen die MNs die leitfähigen Pfade für Elektronen, was zu niedrigerem Anfangswiderstand und höherer Empfindlichkeit des resultierenden Sensors während Verformung führt. Ein hervorzuhebender Punkt ist, dass die Wechselwirkung von AgNWs und MNs eine unersetzliche Rolle in der Magnetfeldmessung spielt, daher wurde die Widerstandsänderung während Dehnen und Schrumpfen untersucht. Der flexible Magnetfeldsensor basierend auf dem Massenverhältnis von MNs und AgNWs von 1:5 zeigte die höchste Empfindlichkeit von 24,14 Ω/T im Magnetfeldmess-Experiment. Schließlich wurden das magnetostriktive und piezoresistive Sensormodell etabliert, um den Mechanismus des Sensors zu erforschen.

Hintergrund

Flexible elektronische Geräte haben kürzlich enormes Interesse aufgrund ihrer einfachen Interaktion und Langzeitüberwachungsfähigkeiten geweckt. Sie werden zu den vielversprechendsten elektrischen Sensoren aufgrund von Vorteilen wie geringem Gewicht, Tragbarkeit, ausgezeichneten elektrischen Eigenschaften und hoher Integration. Unbestritten spielen Nanomaterialien eine unersetzliche Rolle in flexiblen Sensoren aufgrund ihrer herausragenden Eigenschaften, wie kleine Größen, Oberflächeneffekt und Quantentunneleffekt. Basierend auf dem resonanten Tunneleffekt von Nanomaterialien konzentrieren sich viele Forschungen auf piezoresistive Dehnungssensoren, deren Widerstand sich mit Verformung ändert. Eine der Schlüsselanwendungen weicher Dehnungssensoren ist flexible elektronische Haut, daher ist Multifunktionalität der Entwicklungstrend der Sensoren. Einige Berichte erklärten das Hinzufügen von Temperatur- und Feuchtigkeitssensormodulen in Dehnungssensor-Arrays.

Neben Dehnungs-, Temperatur- und Feuchtigkeitssensorfähigkeiten benötigen elektronische Haut-Sensor-Arrays dringend neue Funktionen. Mit anderen Worten: Mehr Funktionen machen die elektronische Haut intelligenter. Unter den neuen Funktionen ist Magnetfeldmessung eine neuartige Anwendung. Es muss erwähnt werden, dass nur weiche Magnetfeldsensoren als Modul für elektronische Haut in der Zukunft verwendet werden können. Da weiche Magnetfeldsensoren aufgrund ihrer Flexibilität und Elastizität in komplexeren Bereichen eingesetzt werden können, arbeiten einige Forscher auf diesem Gebiet. Chlaihawi et al. fertigten ME-Dünnfilm-Sensoren für H_ac-Messungen an. Jogschies et al. untersuchten dünne NiFe 81/19 Polyimid-Schichten für Magnetfeldmessung. Tekgül et al. wandten CoFe/Cu magnetische Mehrschichten auf GMR-Sensoren an. Melzer et al. berichteten über flexible Magnetfeldsensoren basierend auf dem Hall-Effekt. Eine Reihe flexibler optischer Magnetfeldsensoren wurde ebenfalls untersucht. Im Vergleich zu traditionellen Magnetfelddetektoren sind flexible Magnetfeldsensoren bequemer anzuwenden, kleiner und besser für Detektion in komplexen Umgebungen geeignet. Allerdings wurden Studien zu weichen Magnetfeldsensoren für multifunktionale elektronische Haut soweit uns bekannt selten berichtet.

Aufgrund der ausgezeichneten elektronischen und magnetischen Eigenschaften von Ag NWs und MNs (Ni-Fe) jeweils, schlägt diese Arbeit das Design und die Messung flexibler AgNWs & MNs-PDMS Magnetfeldsensoren mit Sandwich-Struktur basierend auf magnetostriktiven und piezoresistiven Effekten vor. MNs wurden als magnetfeldempfindliche Einheiten in AgNWs-basierten piezoresistiven Dehnungssensoren eingeführt. Die unterschiedliche magnetostriktive Verformung des AgNWs & MNs-PDMS-basierten Sensors verursacht unterschiedliche Widerstandsvariationen. Nach Charakterisierung der Nanomaterialien wurden drei verschiedene Massenverhältnisse von MNs und AgNWs (AgNWs & MNs; 1:1, 1:2, 1:5) zur Herstellung flexibler Magnetfeldsensoren verwendet. Vor der Untersuchung der Magnetfeldmesseigenschaften der Sensoren wurden die Beziehungen zwischen Widerstandsänderungen und Dehnen oder Schrumpfen untersucht, um die Wechselwirkung von MNs und AgNWs zu schließen. Basierend auf den Charakterisierungsergebnissen kann der in dieser Arbeit erhaltene Magnetfeldsensor in Zukunft auf multifunktionale Elektronik angewendet werden.

Methoden

Herstellung flexibler Sensoren

MNs wurden durch Latexverbindungsverfahren synthetisiert. Der Durchmesser und die Länge der AgNWs (erworben von Changsha Weixi New Material Technology Corporation, China) betragen 50 nm bzw. 20 µm. Unterschiedliche Verhältnisse von MNs und AgNWs wurden gewählt, um die geeignete Menge der Nanomaterialien zu untersuchen. Somit wurden MNs und AgNWs in Massenverhältnissen von 0:1, 1:5, 1:2 und 1:1 ultraschall-dispergiert in absolutem Ethanol. Abbildung 1 zeigt das Schema des Fertigungsprozesses des Sensors. Der PDMS-Elastomer und Vernetzer im Massenverhältnis 10:1 wurde auf den Substrat mit aufgeklebtem rechteckigem Klebeband getropft. Nach Erhitzen bei 70 °C für 2 h wurde der PDMS mit Nut abgezogen und in erforderliche Form geschnitten, die Nutgröße beträgt 30 mm × 5 mm. Vier Proben von AgNWs & MNs in unterschiedlichen Verhältnissen wurden jeweils in die Nuten der PDMS-Filme gefüllt. Zwei weiche Kupferelektroden wurden auf beiden Seiten installiert, und dann wurde PDMS auf die Oberseite getropft, um Elektroden und Nanomaterialien zu fixieren. Nach Erhitzen bei 70 °C für 2 h waren die Sensoren erhalten.

Schematische Darstellung des strukturellen Designs und Fertigungsprozess-Flowcharts des Sensors

Charakterisierung

AgNWs & MNs mit verschiedenen Mischungsverhältnissen wurden mittels Rasterelektronenmikroskop (SEM, S4700 SEM Hitachi Corporation, Tokyo, Japan) charakterisiert. Die Bestandteile von AgNWs & MNs in verschiedenen Massenverhältnissen wurden durch XRD-Messungen (Buker D8 Advance) mit Cu K-Strahlung der Wellenlänge 1,5406 Å charakterisiert.

Strom-Spannungs-Kurven wurden mit dem Keithley 2400 Source Meter bei Raumtemperatur (25 °C) gemessen. Dehnungsexperimente wurden auf der Dehnplattform (Zolix TSM25-1A und Zolix TSMV60-1 s, Zolix Corporation, Beijing, China) durchgeführt, und der Widerstand der Sensoren wurde mit Keithley 2400 Source Meter gemessen. Magnetfeldmess-Experimente erfolgten, wenn der flexible Sensor in verschiedenen Magnetfeldern fixiert war. Die Magnetfeldintensität begann bei 0 T und stieg um 0,1 T.

Ergebnisse und Diskussion

Das XRD-Spektrum der MNs wurde in Abb. 2 gezeigt. Die charakteristischen Peaks deuten darauf hin, dass die MNs aus FeCo, FeNi und Co(OH)₂ zusammengesetzt sind. Das Ergebnis zeigt, dass all diese Zusammensetzungen magnetische Materialien sind.

Das XRD-Spektrum der MNs

Die SEM-Bilder von AgNWs & MNs sind in Abb. 3 dargestellt. Die reinen Ag NWs mit 20 µm Länge und 50 nm Durchmesser bilden ein lineares Netzwerk, das in Abb. 3a beobachtet werden kann. Die Morphologien von AgNWs & MNs in Massenverhältnis 5:1, 2:1 und 1:1 sind in Abb. 3b–d dargestellt. Kleine Mengen MNs unter Ag NWs können in Abb. 3b beobachtet werden. Die Netzwerke in Abb. 3c sind im Vergleich zu Abb. 3a, b offensichtlich dünner. Zudem sind die Biegung der AgNWs und mehr MNs in Abb. 3d zu sehen. Die leitfähigen Netzwerke, die durch AgNWs aufgebaut werden, und die Menge der MNs nehmen in Abb. 3a–d offensichtlich zu. Gleichmäßiges Mischen von Ag NWs und MNs, wie in Abb. 3a–d gezeigt, spielt eine verbindende Rolle für die Erhöhung der Sensorempfindlichkeit beim Dehnen oder Schrumpfen. Die Rollen, die AgNWs und MNs spielen, können durch die Ergebnisse in Abb. 3 erklärt werden.

a AgNWs & MNs in Massenverhältnis 1:0, b 5:1, c 2:1, und d 1:1

Die I-V-Kurven der Sensoren basierend auf AgNWs & MNs in Massenverhältnis 1:0, 5:1, 2:1 und 1:1 sind in Abb. 4 gezeigt. Die vier Kurven sind alle glatte Geraden, was bedeutet, dass die vier Sensoren signifikante ohmsche Charakteristiken aufweisen. Es erklärt, dass diese Sensoren leitfähig und stabil ohne Verformung sind.

I-V-Kurven der Sensoren basierend auf AgNWs & MNs in Massenverhältnis a 1:0, b 5:1, c 2:1, und d 1:1

Aus Abb. 4a lässt sich berechnen, dass der Widerstand des Sensors 41,58 Ω beträgt, wenn die empfindliche Einheit reines AgNWs ist. Die Widerstände der Sensoren basierend auf AgNWs & MNs in Massenverhältnis 1:0, 5:1, 2:1 und 1:1 betragen 30,2 Ω, 5,04 Ω und 2,87 Ω wie in Abb. 4b–d gezeigt. Es zeigt einen abnehmenden Widerstandstrend, wenn MNs in die empfindlichen Zellen eingeführt werden. Vergleicht man die Widerstände der vier Sensoren, so lässt sich schließen, dass die Widerstände flexibler Magnetfeldsensoren mit zunehmendem MNs-Anteil abnehmen, und der minimalen Widerstand tritt beim Sensor mit AgNWs & MNs in Massenverhältnis 1:1 auf. Es kann auch beweisen, dass das Mischen von AgNWs & MNs in einem bestimmten Verhältnis hilft, den Widerstand zu reduzieren, da die leitfähigen Komponenten der MNs mehr leitfähige Pfade in den Netzwerken schaffen.

Die Beziehungen zwischen Widerstandsänderungen und Dehnen oder Schrumpfen wurden untersucht, um die Wechselwirkung zwischen MNs und AgNWs während Verformung zu schließen. Die relativen Widerstandsänderungen der AgNWs & MNs-basierten Sensoren mit Extension bei Raumtemperatur sind in Abb. 5a–d gezeigt. Die Widerstandsänderung während des Dehnprozesses wird durch schwarze Kurven dargestellt, und die Widerstandsänderung während des Entlastungsprozesses durch rote Kurven. ΔR und R₀ repräsentieren die relative Widerstandsänderung unter Verformung und den Anfangswiderstand des Sensors, und L₀ und ΔL repräsentieren die Anfangslänge und die relative Verlängerung des axialen Probenstücks des Sensors. Der Dehnfaktor der Sensoren könnte durch die Gleichung des Dehnfaktors (GF) = ΔR/R₀ : ΔL/L₀ berechnet werden. Abb. 5a zeigt, dass der AgNWs-basierte Sensor im Dehn- und Erholungsprozess leitfähig ist, wenn die Zuglänge innerhalb von 7,12 % der Originallänge liegt, und sein GF 129,6 beträgt. Der Widerstand steigt während des Dehnens. Dies kann auf die Erhöhung des Abstands zwischen AgNWs im Sensor während Verformung, Tunnelkanäle und leitfähige Pfade, die sich dadurch reduzieren, zurückgeführt werden. Der umgekehrte Prozess verursachte die Abnahme des Widerstands während der Entlastung. Als MNs in die empfindliche Einheit eingeführt wurden, änderten sich auch die Dehnungssensoreigenschaften des flexiblen Geräts. Der Widerstand des Sensors basierend auf AgNWs & MNs in Massenverhältnis 5:1 ändert sich fast linear, wenn der Dehnbereich innerhalb von 4,4 % der Originallänge liegt in Abb. 5b. Wenn die Zuglänge mehr als 3,9 % der Originallänge beträgt, traten höhere Widerstandserhöhungen auf. Der GF des Sensors steigt auf 257, was bedeutet, dass die Empfindlichkeit des Sensors im Vergleich zum Sensor basierend auf reinen AgNWs zunahm. Allerdings wird der Dehnbereich durch MNs-Beteiligung im Massenverhältnis 5:1 nicht verbessert, was in Abb. 5a, b beobachtet werden kann. Abb. 5c demonstriert, dass der Widerstand des Sensors basierend auf AgNWs & MNs in Massenverhältnis 2:1 linear ändert, wenn der Dehnbereich innerhalb von 8,7 % der Originallänge liegt, und der GF des Sensors 264,4 beträgt, was höher ist als die Sensoren basierend auf AgNWs & MNs in Massenverhältnis 1:0 und 5:1. In Abb. 5d ändert sich der Widerstand des Sensors basierend auf AgNWs & MNs in Massenverhältnis 1:1 linear, wenn der Dehnbereich innerhalb von 9 % der Originallänge liegt. Wenn die Zuglänge mehr als 9 % der Originallänge beträgt, ändert sich der Widerstand erheblich, und der GF beträgt 222,2. Zusammenfassend zeigt der flexible Magnetfeldsensor basierend auf AgNWs & MNs in Massenverhältnis 2:1 den größten GF von 264,4 und hat einen relativ großen dehnbaren Bereich. Zudem reagiert dieser Sensor empfindlicher, wenn die Spannung zunimmt, die Widerstandsänderung hat auch eine bessere lineare Beziehung. Basierend auf dem Hauptbestandteil der MNs ist FeCo, eine leitfähige Legierung. Vergleicht man diese vier Sensorarten, so schafft die größere MNs-Beteiligung mehr leitfähige Pfade in den empfindlichen Einheiten während des Dehnens. Allerdings bedeutet ein höheres Verhältnis von MNs in Ag NWs & MNs bei gleicher Qualität weniger Ag NWs, was schädlich für die Stabilität des leitfähigen Netzwerks während Verformung ist. Das ist der Grund für den relativen Widerstandseinbruch bei 9 % Verschiebung. Folglich ist AgNWs & MNs in Massenverhältnis 1:1 der höchste MNs-Anteil, den wir in dieser Arbeit entworfen haben, und der Sensor basierend auf AgNWs & MNs in Massenverhältnis weniger als 1:1 wird beim Dehnen sofort nicht leitfähig. Die Ergebnisse der Abb. 5 demonstrieren, dass die synergistischen Effekte von AgNWs und MNs in bestimmten Verhältnissen Empfindlichkeit und Dehnbereich erhöhen.

Die relativen Widerstandsänderungen der Sensoren basierend auf AgNWs & MNs in Massenverhältnis a 1:0, b 5:1, c 2:1, und d 1:1 mit Verformung

Die MNs können sich unter Magnetfeld näher kommen, so dass Magnetostriktion zum Schrumpfen der Sensoren führen kann. Um die Wechselwirkung von AgNWs und MNs in den Sensoren während des Schrumpfens zu charakterisieren, maßen wir die Widerstandsänderung während des Schrumpfens, und die experimentellen Ergebnisse sind in Abb. 6 gezeigt. Abb. 6a zeigt, dass der AgNWs-basierte Sensor im Prozess des Schrumpfens und der Erholung leitfähig ist, wenn die Kontraktionslänge innerhalb von 1,6 % der Originallänge liegt, und sein höchster GF 13,75 beträgt; AgNWs eingebettet in PDMS kontaktieren sich während des Schrumpfprozesses, was zur Erhöhung der Leitpfade führt. Daher nimmt der Widerstand ab, je mehr die Kontraktionskraft zunimmt. Die Verringerung des Abstands zwischen AgNWs im Sensor, immer mehr Nanodrähte überlappen sich, was zur Abnahme des Sensorwiderstands führt. Als wir MNs in AgNWs einführten, illustriert Abb. 6b die Schrumpfcharakteristiken des flexiblen Geräts basierend auf AgNWs & MNs in Massenverhältnis 5:1. Der Widerstand des Sensors ändert sich, wenn der Schrumpfbereich 2,5 % der Originallänge beträgt, und der höchste GF ist 24. Im Wesentlichen gilt die gleiche Widerstandsänderung auch für Sensoren basierend auf AgNWs & MNs in Massenverhältnis 2:1 und 1:1, was in Abb. 6c, d gezeigt wird. Erhöht man das Massenverhältnis von MNs in der empfindlichen Einheit, ändert sich der Widerstand des Sensors basierend auf AgNWs & MNs in Massenverhältnis 2:1, wenn der Schrumpfbereich innerhalb von 1,6 % der Originallänge liegt, und sein GF beträgt 21,875. Gleichzeitig nahm der Widerstand der Sensoren basierend auf AgNWs & MNs in Massenverhältnis 1:1 auch ab, wenn der Schrumpfbereich innerhalb von 2,8 % der Originallänge liegt, und sein GF beträgt 20,35. Es kann geschlossen werden, dass die Widerstandsänderung des Sensors basierend auf AgNWs & MNs in Massenverhältnis 5:1 beim Schrumpfen größer ist als die der anderen drei Sensoren, und die Empfindlichkeit ist am größten. Im Gegensatz zum Dehnprozess nimmt der Widerstand aller Sensoren ab, je mehr die Kontraktionslänge zunimmt. Wenn AgNWs & MNs in Massenverhältnis 5:1 beträgt, hat der Sensor den höchsten Empfindlichkeitskoeffizienten während des Kontraktionsprozesses, dessen höchster GF 24 beträgt. Vergleicht man Abb. 6a–d, verbinden geringere Mengen MNs die leitfähigen Pfade leichter, da es mehr Platz für Materialbewegungen beim Schrumpfen gibt, was im Gegensatz zu den Ergebnissen von Abb. 5 steht. Entsprechend ist der GF des Sensors basierend auf AgNWs & MNs in Massenverhältnis 5:1 beim Schrumpfen am höchsten. Die Ergebnisse der Abb. 6 demonstrieren, dass die synergistischen Effekte auftreten, wenn AgNWs und MNs im größeren Verhältnis vorliegen.

Die relativen Widerstandsänderungen der Sensoren basierend auf AgNWs & MNs in Massenverhältnis a 1:0, b 5:1, c 2:1, und d 1:1 mit Schrumpfung

In verschiedenen Magnetfeldern sind unterschiedliche Widerstandsänderungen flexibler Magnetfeldsensoren in Abb. 7 gezeigt. Der Widerstand des AgNWs-basierten Sensors beträgt 41,58 Ω. Wie in Abb. 7a gezeigt, setzen wir den Sensor basierend auf reinen AgNWs in ein allmählich zunehmendes Magnetfeld, und der Widerstand des Sensors ändert sich entsprechend durch Vibration. Aufgrund des magnetostriktiven Effekts der Metallmaterialien ändert sich der Widerstand des Sensors leicht. Die maximale Widerstandsänderungsrate beträgt 0,037, wenn die Magnetfeldstärke 0,4 T beträgt. Der Widerstand des Sensors basierend auf AgNWs & MNs in Massenverhältnis 5:1 nimmt auch mit zunehmender Magnetfeldstärke ab, wie in Abb. 7b gezeigt. Im Vergleich zum Sensor ohne MNs ist die Widerstandsänderung des Sensors basierend auf AgNWs & MNs in Massenverhältnis 5:1 mit Magnetfeldänderung offensichtlicher. Wenn die Magnetfeldstärke 0,4 T beträgt, beträgt die maximale Rate der Widerstandsänderung 0,28. In Abb. 7c, d gilt die gleiche Anwendung für die Sensoren basierend auf AgNWs & MNs in Massenverhältnis 2:1 und 1:1, und die Widerstandsänderungen betragen 0,14 und 0,19 bei Magnetfelderhöhung jeweils. Die Empfindlichkeit des Sensors basierend auf AgNWs & MNs in Massenverhältnis 5:1 ist die höchste, und die kontinuierliche Widerstandsvariation mit Magnetfeld wurde in Abb. 8 gezeigt. Der Vergleich der Parameter der Dehnungssensoren basierend auf verschiedenen Verhältnissen von MNs und AgNWs wird in Tabelle 1 präsentiert.

Die Widerstandsänderungen in verschiedenen Magnetfeldern

Die Beziehung zwischen Widerstand und verschiedenen Magnetfeldern

Es lässt sich berechnen, dass die Empfindlichkeit des Magnetfeldsensors 24,14 Ω/T beträgt. Zusammenfassend zeigt der Sensor bei einem Massenverhältnis von MNs und AgNWs von 1:5 die empfindlichste Reaktion auf das sich ändernde Magnetfeld mit einer Empfindlichkeit von 24,14 Ω/T. Der in dieser Arbeit erhaltene flexible Magnetfeldsensor kann weiter zur Detektion der Magnetfeldintensität angewendet werden. Die Testergebnisse dieser Anwendung entsprechen dem Schrumpfprozess des Sensors beim Vergleich der Ergebnisse in Abb. 7 und 8. Dies bedeutet, dass die Nanomaterialien in den Sensoren sich zusammenbewegen, wenn sie in ein Magnetfeld gebracht werden. Die Mechanismusanalyse wird im Folgenden detailliert dargelegt.

Um die Widerstandsvariationen der Sensoren bei unterschiedlichen Magnetfeldintensitäten zu verstehen, schlagen wir ein einfaches Modell vor, um das Funktionsprinzip des Sensors zu beschreiben, wie in Abb. 9 gezeigt. Zahlreiche AgNWs und MNs in PDMS bilden ein leitfähiges Netzwerk. Die durch AgNWs und MNs ohne Magnetfeld gebildeten leitfähigen Pfade sind als rote Linien in Abb. 9a dargestellt. Die MNs neigen dazu, sich unter Magnetfeld gleichmäßig anzuordnen, was in Abb. 9b gezeigt wird. Allerdings gibt es nur winzigen Platz für die Positionsänderung der MNs, so dass sich nur die Richtungen der MNs mit den Magnetfeldlinien ändern. Höhere Magnetfeldintensität steht für größere Kraft der MNs, die die Netzwerkbeschränkungen der AgNWs überwinden können. Die Bewegungsrichtung der MNs lässt die Ag NWs zusammenkommen, was der Grund für die Erhöhung der Anzahl der leitfähigen Pfade ist. Mehr leitfähige Pfade bedeuten mehr Elektronentransfer, was zu niedrigerem Widerstand führt, so nimmt der Widerstand mit der Erhöhung der Magnetfeldintensität ab.

Schematisches Sensormodell des AgNWs & MNs-PDMS-basierten weichen Magnetfeldsensors

Fazit

Das in dieser Arbeit entworfene Gerät entspricht dem Entwicklungstrend flexibler Elektronik. Ein flexibler Magnetfeldsensor basierend auf AgNWs & MNs-PDMS mit Sandwich-Struktur wurde in dieser Arbeit untersucht. Basierend auf SEM- und XRD-Charakterisierungen wurden die Bestandteile und Morphologien der verschiedenen Verhältnisse der Nanomaterialien bestimmt. Dann wurden die Strom-Spannungs-Kurven und Widerstandsänderungen der Sensoren basierend auf AgNWs & MNs in Massenverhältnis 1:0, 5:1, 2:1 und 1:1 mit Dehnen und Schrumpfen jeweils gemessen. Die Wechselwirkung zwischen AgNWs und MNs während Verformung wurde durch die Charakterisierungsergebnisse geschlossen. Dann wurden Sensoren basierend auf verschiedenen Massenverhältnissen von MNs und AgNWs auf Magnetfeldmesseigenschaften untersucht. Wenn das Massenverhältnis von AgNWs und MNs 5:1 beträgt, zeigt der hergestellte Sensor die höchste Empfindlichkeit von 24,14 Ω/T. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass der Sensor mit zunehmender Magnetfeldintensität schrumpft. Zudem wurden das magnetostriktive und piezoresistive Sensormodell etabliert, um den Mechanismus dieses Sensors zu erforschen.

Abkürzungen

AgNWs:

Ag-Nanodrähte

GF:

Dehnfaktor

MNs:

Magnetische Nanopartikel

PDMS:

Polydimethylsiloxan

SEM:

Rasterelektronenmikroskop

XRD:

Röntgendiffraktion