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

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dc.contributor.corporatenameKassel, Universität Kassel, Fachbereich Elektrotechnik / Informatik
dc.contributor.refereeWitzigmann, Bernd (Prof. Dr.)
dc.contributor.refereeKusserow, Thomas (Prof. Dr.)
dc.date.accessioned2022-03-07T12:05:35Z
dc.date.available2022-03-07T12:05:35Z
dc.date.issued2022
dc.descriptionZugleich: Dissertation, Universität Kassel, 2021ger
dc.identifierdoi:10.17170/kobra-202201185560
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/123456789/13671
dc.language.isoengeng
dc.publisherkassel university press
dc.publisher.placeKassel
dc.relation.isbn978-3-7376-1013-1
dc.rightsNamensnennung - Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/*
dc.subjectmicromagnetic simulationseng
dc.subjectmagnetic vortex structureseng
dc.subjectsuperparamagnetic labelseng
dc.subjectGMR effecteng
dc.subjectmicrofluidic systemseng
dc.subject.ddc600
dc.subject.swdMikromagnetismusger
dc.subject.swdSensorger
dc.subject.swdRiesenmagnetowiderstandger
dc.subject.swdMikrofluidikger
dc.subject.swdSuperparamagnetismusger
dc.subject.swdDetektionger
dc.titleMicromagnetic Modeling of a GMR Vortex Sensor for the Detection of Superparamagnetic Labelseng
dc.typeBuch
dc.type.versionpublishedVersion
dcterms.abstractDie 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.abstractDeveloping 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.accessRightsopen access
dcterms.creatorWetterau, Lukas
dcterms.dateAccepted2021-11-11
dcterms.extent155 Seiten
kup.bindingSoftcover
kup.institutionFB 16 / Elektrotechnik / Informatik
kup.iskuptrue
kup.price29,00
kup.sizeDIN A5
kup.subjectNaturwissenschaft, Technik, Informatik, Medizin
kup.typDissertation
ubks.epflichttrue

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