@article { author = {Shahri, Farzad and Mohammadi Fathabad, Sobhan}, title = {Evaluation of magnetic and giant magnetoimpedance properties in amorphous Co-based biosensor}, journal = {Metallurgical Engineering}, volume = {23}, number = {2}, pages = {163-175}, year = {2020}, publisher = {Iranian Metallurgical Engineers}, issn = {1563-1745}, eissn = {}, doi = {10.22076/me.2020.128487.1288}, abstract = {In this work, a multilayer magnetic biosensor (SiO2/CoFeSiB/Al2O3/Cr/Au) based on the giant magnetoimpedance (GMI) effect, is designed and fabricated by micro-electromechanical system (MEMS) technology. Co68.15Fe4.3Si12.5B15‎ alloy ingot was prepared using vacuum arc remelting (VAR) furnace and then amorphous ribbon was produced using melt-spinning process. In order to develop the GMI biosensor, a micro-pattern was implicated on the ribbon on a SiO2 substrate using lithography technique with a meander structure containing 10 arms. Al2O3/Cr/Au layers were deposited on the patterned ribbon using RF-sputtering technique. Differential scanning calorimetry (DSC) and X-ray diffraction (XRD) were used to evaluate the thermal property and structure of the ribbon. The results showed that the structure of the ribbon is amorphous. Finally, magnetoimpedance evaluation of the sensor was done at frequency range of 1-12 MHz and magnetic field of 0-170 Oe. In the GMI experiment, Fe3O4 nanoparticles were used as sensing elements. Based on the results obtained, it was shown that the maximum GMI ratio was 67% for blank sensor and is reduced by about 13% for sensor with 0.1 mg Fe3O4 at frequency of 9 MHz. Therefore, due to the significant sensitivity of fabricated sensor to iron-oxide nanoparticles, this sensor has potential to be used for bio-magnetic applications.}, keywords = {Bio-Magnetic sensor,Co-based amorphous ribbon,Magnetoimpedance effect,super paramagnetic particle,Iron oxide,micro electro mechanical system (MEMS)}, title_fa = {بررسی خواص مغناطیسی و امپدانس مغناطیسی بزرگ در حسگر زیستی-مغناطیسی پایه کبالت آمورف}, abstract_fa = {در تحقیق حاضر یک حسگر زیستی-مغناطیسی چند لایه (SiO2/CoFeSiB/Al2O3/Cr/Au) مبتنی بر اثر امپدانس مغناطیسی با استفاده از سیستم میکروالکترومکانیکی طراحی وساخته شده است. بدین منظور ابتدا شمش آلیاژ پایه کبالت با ترکیبCo15Fe4.3Si12.5B15  در کوره القایی تحت خلاء تهیه و سپس با استفاده از دستگاه مذاب-ریسی، نوارهای انجماد سریع شده با ریزساختار آمورف تهیه شدند. جهت تهیه حسگر، یک طرح مارپیچی با ده عدد بازو با استفاده از فرآیند لیتوگرافی بر روی سطح نوار آمورف تهیه و سپس پوشش چند لایه آلومنیا/کروم/طلا  با استفاده از فرآیند کندوپاش مغناطیسی امواج رادیویی، بر روی آن پوشش‌دهی شد. مشخصات مغناطیسی نوار به کمک دستگاه منحنی نگار هیسترزیس و مغناطش سنج نمونه مرتعش اندازه گیری شدند. مقاومت الکتریکی ویژه آلیاژ به روش پویشگر چهار نقطه اندازه گیری شد. آزمون پراش پرتو ایکس بر روی نوار‌ نشان دهنده‌ی یک ساختار آمورف نوار می باشد. اندازه و ترکیب ذرات اکسید آهن مورد استفاده در این پژوهش به وسیله‌ی میکروسکوپ الکترونی روبشی و آزمون پراش پرتو ایکس مشخص شدند. نسبت امپدانس مغناطیسی بزرگ (GMI) نوار و حسگرها در محدوده فرکانسی 1 تا MHz 12 و حداکثر میدان مغناطیسی Oe 170 مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد که حداکثر نسبت امپدانس مغناطیسی حسگر برابر با 67% و در فرکانس MHz 9 حاصل شده است که در حضور mg 1/0 از ذرات سوپر-پارامغناطیس اکسید آهن بروی سطح حسگر، به میزان 13% کاهش یافته است. بنابراین، با توجه به حساسیت قابل توجه حسگر تهیه شده به نانوذرات اکسید آهن، این حسگر می تواند در کاربردهای زیستی-مغناطیسی مورد استفاده قرار گیرد. }, keywords_fa = {حسگر زیستی-مغناطیسی,نوار آمورف پایه کبالت,اثر امپدانس مغناطیسی بزرگ,ذرات سوپر-پارامغناطیس,اکسید آهن,سیستم‌ میکرو-الکترو-مکانیکی}, url = {https://www.metalleng.ir/article_240085.html}, eprint = {https://www.metalleng.ir/article_240085_3930c8cd70e484eb47255facb6805bc6.pdf} }