Grafen för Hall-sensorer
Syfte och mål
Syftet med projektet är att utforska prestandan och gränser för Hallsensorer, baserat på epitaxiell grafen på SiC (kiselkarbid) riktat mot tillämpningar inom bilindustrin. De specifika målen är relaterade till att producera sensorer som erbjuder den höga känslighet som behövs för drift i verkliga tillämpningar:
a) Demonstrera Hall-sensorer med spänningsfrekvens på minst SV = 100 mV / VT vid rumstemperatur (T = 25 ° C).
b) Demonstrera Hall-sensorns prestanda under svåra driftsförhållanden vid temperaturer upp till T = 175 ° C.
Förväntad påverkan och resultat
Genom att använda epitaxialgrafen som kärnan i nya Halleffektsensorer, strävar vi efter att överträffa toppmoderna kommersiella Hallsensorer som används generellt inom bilindustrin. Om projektet lyckas blir nästa steg att demonstrera storskalig produktion och reproducerbar prestanda till en konkurrenskraftig prisnivå. Den potentiella effekten av sådan teknik är att bli den nya standarden för Hallsensorer.
Resultat
Aktörerna i projektet har bildat en kompletterande försörjningskedja:
- TDK-Micronas främst har bidragit med specifika krav baserade på branschens behov och avancerad elektromagnetisk karakterisering av Hall-sensorer.
- Chalmers har utformat och bearbetat komponenter, baserat på diskussioner med alla projektaktörer.
- Graphensic har samordnat insatserna och tillverkat grafenmaterial för att möta Chalmers krav.
I förhållande till projektets första mål (att demonstrera Hall-sensorer med känslighet av minst Sv = 100 mV/VT vid rumstemperatur) har vi lyckats nå målet med marginal. Däremot är stabiliteten i sensorernas prestanda låg med tidigare utvecklade tekniker. I förhållande till projektets andra mål (demonstrera prestanda under svåra förhållanden, såsom temperatur upp till T = 175 ° C) tenderar prestandan att irreversibelt försämras vid T = 125 ° C. trots detta uppfylldes syftet med projektet (att utforska prestanda och begränsningar för Hall-sensorer baserade på epitaxiellt grafen).
Trots att vi lyckats överträffa kommersiella state-of-the-art Hall-sensorer när det gäller spänningsrelaterad känslighet, kom projektet till slutsatsen; att för att uppfylla prestandakraven för fordonsindustrin måste nya tekniker utvecklas för att säkerställa sensorns stabilitet och temperaturbeständighet.
Vi har en plan för hur vi kan utveckla dessa nya tekniker, men behöver hitta vägar att finansiera denna plan. I övrigt bedömer vi att aktörsgruppen redan besitter den kompetens som är nödvändig för att komma vidare. En framtida produkt kommer kunna erbjudas så fort temperaturbeständigheten är adresserad och redan idag kan produkter erbjudas för den som är intresserad av att arbeta dessa sensorer i -40⁰ < T < 85⁰ C.
