En su Laboratorio Christian Doppler, Dieter Süss y sus socios del campo de la práctica investigan las posibles aplicaciones de los sensores magnéticos en el sector automotriz y médico. La tecnología de Süss logró sus primeros éxitos en sistemas ABS de vehículos y en imágenes por resonancia magnética.

Los sensores que reaccionan a los cambios de resistencia magnética se han utilizado en discos duros durante mucho tiempo. Dieter Süss y su equipo investigan cómo se puede implementar esta tecnología en otras áreas. Las investigaciones se llevan a cabo en el Laboratorio Christian Doppler Advanced Sensing and Materials que forma parte de la Facultad de Física de la Universidad de Viena. En particular, el equipo examina los llamados sensores GMR y TMR.

Los sensores GMR se basan en el descubrimiento de la magnetorresistencia gigante (GMR) por la que Albert Fert y Peter Grünberg recibieron el Premio Nobel de Física en 2007. En pocas palabras, los dos investigadores descubrieron que la conductividad de los materiales depende, entre otras cosas, en la dirección de magnetización. Sensores TMR, por otra parte, utilizar el fenómeno de la mecánica cuántica de magnetorresistencia de túnel (TMR). TMR comprende un sistema en el que dos capas magnéticas están separadas por una capa no magnética. En el laboratorio de CD, Dieter Süss y dos socios del campo de la práctica investigaron la posible aplicación de los sensores GMR y TMR en nuevos sectores.

Nuevos sensores mejoran los sistemas ABS

En cooperación con Infineon, el fabricante de semiconductores líder en el mundo, El equipo resolvió un problema bien conocido en los nuevos sensores GMR utilizados en los sistemas ABS de los vehículos:cuando los sensores GMR se instalan en posiciones específicas, el sistema se vuelve muy impreciso con respecto a la rueda de codificación magnética. Dieter Süss dice:"Descubrimos que estas inexactitudes no son el resultado de inexactitudes en el proceso de fabricación. Como alternativa, Desarrollamos un sensor completamente nuevo, el sensor de vórtice, que resuelve el problema y simplifica la producción al mismo tiempo. Patentamos el concepto de sensor antes de publicarlo en Electrónica de la naturaleza . "

Por esta innovación, el proyecto de investigación fue nominado para el Premio Houska en 2019. Süss explica que la aplicación del nuevo diseño de sensor tiene implicaciones de gran alcance para los fabricantes de automóviles:"Infineon por sí solo necesita alrededor de 180 millones de estos sensores por año para poder medir la velocidad de rotación de las ruedas del vehículo o parámetros como la posición del volante para los sistemas ABS ".

Los primeros imanes permanentes impresos en 3D

El grupo de investigación logró otro éxito notable en cooperación con el fabricante de imanes Magnetfabrik Bonn:pudieron producir imanes permanentes mediante fabricación aditiva (impresión 3-D) por primera vez. Este proceso permite la producción rápida y rentable de imanes permanentes en formas complejas. Los objetos tridimensionales consisten en aproximadamente el 90 por ciento de material magnético y el 10 por ciento de polímero. Si el objeto está expuesto a un campo magnético al final del proceso de producción, se transforma en un imán permanente.

El equipo de investigación vienés fue el primero en utilizar esta tecnología 3-D. Dieter Süss explica:"Nuestra innovación atrajo la atención mundial. Incluso fue el tema de la portada de una edición de El economista en 2016. "El simple, Sin embargo, la producción precisa de imanes permanentes abre una variedad de nuevas áreas de aplicación, incluso en el sector médico. A este respecto, el Laboratorio coopera con el Hospital General de Viena (AKH) para investigar las posibilidades de mejorar la resonancia magnética (MRI).

La experiencia se une a la flexibilidad

La investigación de Dieter Süss se basa en un software especial desarrollado por su equipo. Se utiliza para describir las propiedades magnéticas de los materiales. Los principales fabricantes de discos duros utilizan el software, por ejemplo, para la optimización y el diseño de cabezales de lectura GMR.

En cuanto a los notables éxitos de los materiales y sensores magnéticos avanzados de laboratorio de CD, Süss dice, "Por un lado, tenemos mucha experiencia en la simulación de materiales magnéticos. Por otra parte, la cooperación con nuestros socios en la industria nos brinda la oportunidad de realizar investigaciones orientadas a aplicaciones e implementar nuestras innovaciones rápidamente. Sin flexibilidad y decisiones rápidas de la Christian Doppler Research Association y nuestros socios en la industria, no tendríamos ninguna posibilidad de competir con éxito en el escenario internacional ".