Estudio de películas de CoP y SmCo en sensores miniaturizados para aplicaciones espaciales

Abstract

Esta tesis doctoral está centrada en el estudio, desarrollo y optimización de dos sensores de campo magnético para aplicaciones espaciales: un sensor de campo magnético tipo fluxgate, pensado principalmente para medidas en órbita del campo magnético, y un sensor de gradiente de campo magnético o gradiómetro con el objetivo de llevar a cabo medidas magnéticas de la superficie de Marte o de la Luna. Inicialmente este último está orientado a ser embarcado en alguna misión dirigida al planeta Marte, por lo que se le ha bautizado con el nombre de MANTIS (Martian Tele-Infrared Susceptometer). En el caso del sensor fluxgate, se estudiarán las propiedades magnéticas de su núcleo y se procederá a caracterizar el sensor resultante, mientras que en el caso del gradiómetro de campo magnético se tratará tanto el diseño como la caracterización de los diferentes prototipos fabricados. Ambos dispositivos de medida, aunque pensados para un objetivo común, como es el de medir el campo magnético o su gradiente, necesitan de materiales muy distintos para su funcionamiento. Tanto el sensor fluxgate, como el gradiómetro de campo magnético se componen, entre otras cosas, de un núcleo o cabeza sensora de un material magnético. Sin embargo, su funcionamiento hace que la naturaleza de dichos núcleos sea magnéticamente muy diferente. El núcleo del sensor fluxgate está formado por CoP que es un material amorfo magnéticamente blando, lo que supone que su imanación cambia dependiendo del campo magnético al que se vea sometido. El gradiómetro MANTIS por otro lado, está provisto de una cabeza sensora compuesta de un imán comercial o de una película de un material magnético con su imanación claramente definida en una dirección y que no debe cambiar con el campo externo. El material utilizado en este bloque y en el que se ha centrado todo el trabajo realizado respecto al gradiómetro de campo magnético ha sido el SmCo. La razón de la elección de estos materiales, así como sus propiedades y resultados de su aplicación en los diferentes dispositivos, se explicará a lo largo de la memoria.