Hybrid Ni–Co–Ni Structures Prepared by Magnetophoresis as Efficient Permanent Magnets for Integration into Microelectromechanical Systems
Pierre Moritz
(1)
,
Ilona Lecerf
(1)
,
Antoine Gonon
(2, 1)
,
Georgiana Maties
(1)
,
Thomas Blon
(3)
,
Simon Cayez
(1)
,
David Bourrier
(4)
,
Fabrice Mathieu
(5)
,
José Elías Angulo-Cervera
(4)
,
Liviu Nicu
(6)
,
Thierry Leichle
(6, 7)
,
Thierry Ondarçuhu
(2)
,
Guillaume Viau
(1)
,
Lise-Marie Lacroix
(1, 4)
1
LPCNO -
Laboratoire de physique et chimie des nano-objets
2 IMFT - Institut de mécanique des fluides de Toulouse
3 Nanomagnétisme (LPCNO)
4 LAAS-TEAM - Service Techniques et Équipements Appliqués à la Microélectronique
5 LAAS-I2C - Service Instrumentation Conception Caractérisation
6 LAAS-MEMS - Équipe Microsystèmes électromécaniques
7 ECE GeorgiaTech - School of Electrical and Computer Engineering - Georgia Insitute of Technology
2 IMFT - Institut de mécanique des fluides de Toulouse
3 Nanomagnétisme (LPCNO)
4 LAAS-TEAM - Service Techniques et Équipements Appliqués à la Microélectronique
5 LAAS-I2C - Service Instrumentation Conception Caractérisation
6 LAAS-MEMS - Équipe Microsystèmes électromécaniques
7 ECE GeorgiaTech - School of Electrical and Computer Engineering - Georgia Insitute of Technology
Thomas Blon
- Fonction : Auteur
- PersonId : 171035
- IdHAL : thomas-blon
- ORCID : 0000-0002-1177-4787
- IdRef : 096126906
David Bourrier
- Fonction : Auteur
- PersonId : 5513
- IdHAL : david-bourrier
Fabrice Mathieu
- Fonction : Auteur
- PersonId : 14784
- IdHAL : fabrice-mathieu
- IdRef : 082980004
José Elías Angulo-Cervera
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1145359
- ORCID : 0000-0001-9324-7106
Liviu Nicu
- Fonction : Auteur
- PersonId : 13965
- IdHAL : liviu-nicu
- ORCID : 0000-0002-0124-7465
- IdRef : 125918135
Thierry Leichle
- Fonction : Auteur
- PersonId : 14826
- IdHAL : thierry-leichle
- ORCID : 0000-0003-3183-8976
- IdRef : 115726268
Thierry Ondarçuhu
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1128860
- IdHAL : thierry-ondarcuhu
- ORCID : 0000-0001-7657-5271
Lise-Marie Lacroix
- Fonction : Auteur
- PersonId : 171057
- IdHAL : lise-marie-lacroix
- ORCID : 0000-0003-3351-7949
- IdRef : 131123181
Résumé
The direct integration of performant permanent magnets (PMs) within miniaturized circuits remains both a scientific and a technological challenge. Magnetophoresis-driven capillary assembly of hard magnetic nanoparticles is a promising approach to fabricate 3D rare-earth-free PMs. However, this process implies the use of soft magnetic blocks to generate the magnetic field gradients required to localize the assembly directly onto silicon substrates. The impact of these soft elements onto the overall magnetic properties is evaluated using Co nanorods as hard material and 150 μm–thick Ni blocks. As expected, the presence of Ni softens the overall properties of the hybrid magnet obtained, but PM properties are preserved for reduced Ni volumes. Magnetic induction as high as 19 mT at a distance of 200 μm is generated by the hybrid Ni–Co–Ni structures, allowing for the electromagnetic actuation of a microelectromechanical resonant sensor
Format du dépôt | Fichier |
---|---|
Type de dépôt | Article dans une revue |
Résumé |
en
The direct integration of performant permanent magnets (PMs) within miniaturized circuits remains both a scientific and a technological challenge. Magnetophoresis-driven capillary assembly of hard magnetic nanoparticles is a promising approach to fabricate 3D rare-earth-free PMs. However, this process implies the use of soft magnetic blocks to generate the magnetic field gradients required to localize the assembly directly onto silicon substrates. The impact of these soft elements onto the overall magnetic properties is evaluated using Co nanorods as hard material and 150 μm–thick Ni blocks. As expected, the presence of Ni softens the overall properties of the hybrid magnet obtained, but PM properties are preserved for reduced Ni volumes. Magnetic induction as high as 19 mT at a distance of 200 μm is generated by the hybrid Ni–Co–Ni structures, allowing for the electromagnetic actuation of a microelectromechanical resonant sensor
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Titre |
en
Hybrid Ni–Co–Ni Structures Prepared by Magnetophoresis as Efficient Permanent Magnets for Integration into Microelectromechanical Systems
|
Auteur(s) |
Pierre Moritz
1
, Ilona Lecerf
1
, Antoine Gonon
2, 1
, Georgiana Maties
1
, Thomas Blon
3
, Simon Cayez
1
, David Bourrier
4
, Fabrice Mathieu
5
, José Elías Angulo-Cervera
4
, Liviu Nicu
6
, Thierry Leichle
6, 7
, Thierry Ondarçuhu
2
, Guillaume Viau
1
, Lise-Marie Lacroix
1, 4
1
LPCNO -
Laboratoire de physique et chimie des nano-objets
( 1147619 )
- Laboratoire de Physique et Chimie des Nano-objets
Institut National des Sciences Appliquées
135 avenue de Rangueil, 31077 TOULOUSE CEDEX 4
- France
2
IMFT -
Institut de mécanique des fluides de Toulouse
( 690 )
- Allée du Professeur Camille Soula
31400 Toulouse
France
- France
3
Nanomagnétisme (LPCNO)
( 1147621 )
- Laboratoire de Physique et Chimie des Nano-objets
Institut National des Sciences Appliquées
135 avenue de Rangueil,
31077 TOULOUSE CEDEX 4
- France
4
LAAS-TEAM -
Service Techniques et Équipements Appliqués à la Microélectronique
( 389044 )
- France
5
LAAS-I2C -
Service Instrumentation Conception Caractérisation
( 389612 )
- France
6
LAAS-MEMS -
Équipe Microsystèmes électromécaniques
( 467300 )
- France
7
ECE GeorgiaTech -
School of Electrical and Computer Engineering - Georgia Insitute of Technology
( 82338 )
- Van Leer Electrical Engineering Building 777 Atlantic Drive NW Atlanta, GA
- États-Unis
|
Date de publication |
2022-12
|
Volume |
24
|
Numéro |
12
|
Réseau RENATECH |
Oui
|
Invité |
Non
|
URL éditeur |
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adem.202200733
|
Date de publication électronique |
2022-08-11
|
Langue du document |
Anglais
|
Nom de la revue |
|
Vulgarisation |
Non
|
Comité de lecture |
Oui
|
Audience |
Internationale
|
Page/Identifiant |
2200733
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Domaine(s) |
|
Référence interne |
|
Projet(s) ANR |
|
Infrastructure de recherche |
|
Mots-clés |
en
Nanostructured materials, Integrated magnets, Magnetophoresis, Nanorods, Selfassembly, Electromagnetic actuation
|
DOI | 10.1002/adem.202200733 |
Origine :
Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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