Ziel der Entwicklung

Es handelt sich beim Projekt MAGIA um die Neuentwicklung einer magnetooptischen (MO) Prüfmethode zur Darstellung von magnetischen Streufeldern, die in der Ebene liegende Magnetfelder visualisieren kann. Herkömmliche MO-Schichten visualisieren ausschließlich die out-of-plane Komponente des Magnetfelds.

Zur Umwandlung der in-plane Komponenten in out-of-plane Komponenten dienen zusätzliche ferromagnetische Dünnschichtelemente hoher Permeabilität auf den MO Schichten, die direkt vom hochauflösenden MO-Sensor visualisiert werden.

Durch den erfolgreichen Abschluss des Projekts wurden die Vorrausetzungen für einen hochaufgelösten schnellen 3D-Magnetfeld-Flächensensor geschaffen. Einsatzgebiete für diese Technologie liegen in der Qualitätskontrolle von Funktionsmagneten, der Entwicklung magnetischer Materialien und Strukturen und der flächigen Charakterisierung von magnetischen Streufelden.

Vorteile und Lösungen

Im Projekt konnte nachgewiesen werden, dass es möglich ist, in-plane Magnetfeldsensorik auf Basis von magnetooptischen Granatschichten herzustellen. Mit dem entwickelten Verfahren können in-plane Magnetfelder bis 100 mT nachgewiesen und vermessen werden. Die geometrische Auflösung der Sensoren ist abbhängig von der Größe der Permalloyelementstruktur und betrug bei den im Projekt entwickelten Prototypen 100 µm bis 2 mm.

Für den Anwender besteht nun die Möglichkeit die in-plane Komponenten der magnetischen Streufelder einer ebenen Probe zu untersuchen. Der Vorteil der Methode liegt darin, dass der Sensor in Sekundenschnelle ein Bild der magnetischen Streufeldverteilung erzeugt. Dabei können mit einer Aufnahme Flächen bis zu 300 mm² untersucht werden.

Zielgruppe und Zielmarkt

Für die Weiterentwicklung der Sensoren ist zunächst eine Auflösungsverbesserung geplant. In weiteren Schritten soll das entwickelte Verfahren dazu verwendet werden einen flächigen 3D-Magnetfeldsensor herzustellen. Wenn es gelingt, die out-of-plane und in-plane Komponenten der untersuchten magnetischen Streufelder simultan und am gleichen Ort zu analysieren, dann erhält man einen Sensor der in vielen Bereichen der industriellen Prüftechnik für magnetische Werkstoffe Anwendung finden kann. Aufgrund der hohen Auswertegeschwindigkeit und der Größe der Sensorfläche könnten bisher verwendete scannende Verfahren durch diese neue Technologie abgelöst werden.