การศึกษาปรากฏการณ์แมกนีโตรีซิสแตนท์สำหรับการตรวจจับสนามแม่เหล็กแนวขนานโดยการจำลองแบบ

The study of magnetoresistance effect for horizontal magnetic field detection by simulation

Name: โยธิน แจ่มทุ่ง

Organization : สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง. คณะวิศวกรรมศาสตร์

keyword: สนามแม่เหล็ก

; ปรากฏการณ์แมกนีโตรีซิสแตนท์

; Magnetic fields

Abstract: วิทยานิพนธ์ฉบับนี้ เป็นการศึกษาอุปกรณ์แมกนีโตรีซิสเตอร์ที่อาศัยการเบี่ยงเบนของกระแสในแนวดิ่ง เพื่อเป็นกลไกในการตรวจจับสนามแม่เหล็กทิศทางแนวนอนหรือทิศทางแนวขนานกับพื้นผิวของอุปกรณ์ โดยการศึกษาครั้งนี้ใช้โปรแกรม Sentaurus TCAD ในการจำลองแบบพฤติกรรมทางไฟฟ้าของอุปกรณ์ เมื่ออยู่ภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็กรวมไปถึงเพื่อช่วยลดระยะเวลาและค่าใช้จ่ายในการศึกษาวิจัยอีกด้วย ซึ่งอุปกรณ์ได้ถูกศึกษาอยู่ภายใต้การเปลี่ยนแปลงตัวแปรทางคุณสมบัติด้านความเข้มข้นอะตอมสารเจือฐานรอง (10¹⁴ - 10¹⁹ cm⁻³) และทางมิติรูปทรงในส่วน ความกว้างและระยะห่างระหว่างขั้วกระแส (5 - 50 µm) รวมทั้งความลึก (5 - 170 µm) ตลอดจนศึกษาถึงผลของกระแสไบอัส (0.2 - 3 mA) ที่เกิดขึ้น โดยผลการจำลองแบบทั้งหมดแสดงถึงค่าความต้านทานที่เปลี่ยนแปลงจากปรากฏการณ์แมกนีโตรีซิสแตนท์ด้วยการเบี่ยงเบนของกระแสภายในตัวอุปกรณ์ ซึ่งปรากฏผลตอบสนองขึ้นลักษณะที่เป็นเชิงเส้นในฐานรองความเข้มข้นสารเจือตํ่า ส่วนฐานรองความเข้มข้นสารเจือสูงมีผลตอบสนองที่น้อยอย่างมากหรือกล่าวได้ว่าไม่ตอบสนอง ด้วยความไม่สมดุลระหว่างแรงลอเรนซ์กับแรงไฟฟ้าฮอลส์เป็นเหตุที่ทำให้เกิดผลตอบสนองดังกล่าว นอกจากนี้ตัวแปรทางมิติรูปทรงส่งผลต่อการตอบสนองอีกด้วย โดยผลตอบสนองที่เกิดขึ้นจากการปรับเปลี่ยนทางมิติรูปทรงทำให้ทราบถึงแนวโน้มในการออกแบบตัวอุปกรณ์เพื่อให้มีความเหมาะสมต่อการทำงานด้วยโหมดกระแส จึงควรกำหนดให้มีความเข้มข้นของฐานรองอยู่ในช่วงที่ตํ่า (10¹⁴ - 10¹⁵ cm⁻³) มีความกว้างที่น้อย (5 µm) มีความยาวที่มาก (50 µm) และมีความลึกของฐานรองตั้งแต่ 20 µm ขึ้นไป และค่ากระแสไบอัสที่ตํ่า (0.2 mA) ทำให้ได้ผลตอบสนองความต้านทาน (R[B]), ความต้านทานที่เปลี่ยนแปลง (∆R), และเปอร์เซ็นต์แมกนีโตรีซิสแตนท์ (%MR(B)) อยู่ที่ค่า 331.82 กิโลโอห์ม, 2.32 กิโลโอห์ม และ 0.71 เปอร์เซ็นต์ ที่ความเข้มสนามแม่เหล็ก 0.5 เทสลา ตามลำดับ ดังนั้นจากผลการศึกษาวิจัยครั้งนี้สามารถที่จะนำข้อมูลในเบื้องต้นไปพัฒนาเป็นอุปกรณ์เฉพาะทางที่อาศัยการเบี่ยงเบนกระแสในแนวดิ่ง สำหรับตรวจจับสนามแม่เหล็กทิศทางแนวขนานได้เป็นอีกทางเลือกหนึ่ง

สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง. สำนักหอสมุดกลาง

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: Lifelong@kmitl.ac.th

Name: เติมพงษ์ เพ็ชรกูล

Role: อาจารย์ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์

Email : toempong.ph@kmitl.ac.th

Created: 2562

Modified: 2563-07-16

Issued: 2563-07-16

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: EThesis

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต (วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์)

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์

Grantor: สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง

©copyrights สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Fulltext Yothin Chemthung.pdf	21.96 MB	3	2024-02-02 13:32:04

ใช้เวลา

0.033635 วินาที