Micromagnetic Modeling of a GMR Vortex Sensor for the Detection of Superparamagnetic Labels

Wetterau, Lukas

dc.date.accessioned	2022-03-07T12:05:35Z
dc.date.available	2022-03-07T12:05:35Z
dc.date.issued	2022
dc.identifier	doi:10.17170/kobra-202201185560
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/123456789/13671
dc.description	Zugleich: Dissertation, Universität Kassel, 2021	ger
dc.language.iso	eng	eng
dc.publisher	kassel university press
dc.rights	Namensnennung - Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/	*
dc.subject	micromagnetic simulations	eng
dc.subject	magnetic vortex structures	eng
dc.subject	superparamagnetic labels	eng
dc.subject	GMR effect	eng
dc.subject	microfluidic systems	eng
dc.subject.ddc	600
dc.title	Micromagnetic Modeling of a GMR Vortex Sensor for the Detection of Superparamagnetic Labels	eng
dc.type	Buch
dcterms.abstract	Die Entwicklung von effizienten Lösungen für Point-of-Care (POC) Diagnoseverfahren wird in der Medizin ein immer bedeutsameres Gebiet. Durch die Anwendung sicherer POC-Testung sollen Laborkapazitäten gesichert und Krankheiten und Infektionen schneller behandelt und diagnostiziert werden. Solche POC Tests können auf Basis der Mikrofluidik in einem einzelnen Chip realisiert werden, der alle notwendigen Schritte zur Detektion eines bestimmten Moleküls enthält. Im Herzen eines solchen Systems sitzt die Sensoreinheit, in der der letzte Schritt der Detektion, die Erzeugung eines sich änderten elektrischen Signals, vollzogen wird. In mikromagnetischen Systemen werden hierfür magnetoresistive Sensoren verwendet, die das magnetische Feld eines gesättigten superparamagnetischen Markers detektieren, der zur Verstärkung des magnetischen Feldes biochemisch mit dem Molekül verbunden ist. Bei Molekülen im Nanometerbereich muss diese Detektion möglichst rauscharm erfolgen, um eine verlässliche Wahrnehmung des gleichgroßen Markers zu gewährleisten. Dementsprechend wird in dieser Arbeit ein Sensorkonzept vorgestellt, das eine rauscharme Detektion von superparamagnetischen Markern im Nanometerbereich gewährleisten kann. Das Sensorkonzept basiert auf dem Riesenmagnetowiderstand (GMR), der mit Vortexstrukturen kombiniert wird, um etwaige Rauschkomponenten zu minimieren.	ger
dcterms.abstract	Developing efficient solutions for point-of-care (POC) diagnostics is a topical issue in biomedicine since reliable POC testing is required to safe laboratory capacities and treat diseases and infections more quickly. In this context, POC tests can be realized in single chips that exploit the mechanisms of microfluidics and bring all necessary laboratory steps together to a single chip for quantifying a specific molecule. The key role of such a system is taken by the sensor unit that executes the final detection step generating a changing electrical signal. In micromagnetic systems, this is accomplished by magnetoresistive sensors that detect the magnetic stray field of a superparamagnetic label, which is biochemically connected to the molecule enhancing the magnetic stray field. For molecules in the nanometer range, a low-noise detection is essential to ensure reliable detection of the label that is also assigned to the nanometer range. Accordingly, this work presents a sensor concept that enables low-noise detection of superparamagnetic labels assigned to the nanometer range. The sensor concept is based on the Giant Magnetoresistance (GMR) effect upgraded with magnetic vortex structures to minimize any noise contributions.	eng
dcterms.accessRights	open access
dcterms.creator	Wetterau, Lukas
dcterms.dateAccepted	2021-11-11
dcterms.extent	155 Seiten
dc.contributor.corporatename	Kassel, Universität Kassel, Fachbereich Elektrotechnik / Informatik
dc.contributor.referee	Witzigmann, Bernd (Prof. Dr.)
dc.contributor.referee	Kusserow, Thomas (Prof. Dr.)
dc.publisher.place	Kassel
dc.relation.isbn	978-3-7376-1013-1
dc.subject.swd	Mikromagnetismus	ger
dc.subject.swd	Sensor	ger
dc.subject.swd	Riesenmagnetowiderstand	ger
dc.subject.swd	Mikrofluidik	ger
dc.subject.swd	Superparamagnetismus	ger
dc.subject.swd	Detektion	ger
dc.type.version	publishedVersion
kup.iskup	true
kup.price	29,00
kup.subject	Naturwissenschaft, Technik, Informatik, Medizin
kup.typ	Dissertation
kup.institution	FB 16 / Elektrotechnik / Informatik
kup.binding	Softcover
kup.size	DIN A5
ubks.epflicht	true