Regensburg 2004 – wissenschaftliches Programm

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MA: Magnetismus

MA 2: Mikromagnetismus / Computational Magnetism

MA 2.7: Vortrag

Montag, 8. März 2004, 11:45–12:00, H10

Molekül-Nachweis über magnetische Beads - Computer-Simulation — •Willi Schepper, Jörg Schotter, Hubert Brückl und Günter Reiss — Universität Bielefeld, Fakultät für Physik, Universitätsstraße 25, 33501 Bielefeld

Moleküle können mit hoher Empfindlichkeit bis hin zum Einzelmolekül-Nachweis mit Hilfe von magnetischen Beads detektiert werden, dabei werden die Moleküle durch chemische Präparation an die Beads gebunden. Der Bead-Nachweis gelingt in GMR/TMR/SP-Elementen über deren Widerstandsänderung Δ R/R, weil die magnetischen Beads mit ihren Streufeldern die Spinausrichtung in den magnetischen Schichten bestimmen. Zur Simulation der Magnetowiderstands-Kurven wurde die lokale Feldmethode [1] genutzt und qualitative Übereinstimmung mit den Meßkurven gefunden. Neben der Nachweis-Empfindlichkeit spielt die Linearität des Sensorsignals mit der Bead-Konzentration eine entscheidende Rolle, in diesem Punkt verhalten sich die Sensoren unterschiedlich. Insbesondere wurde bei der Untersuchung des Zusammenwirkens von Signalgeber (Bead) und Sensor (GMR, TMR, SP) festgestellt, dass die Berechnung der Änderung der Sensor-Charakteristik unter dem Einfluss der Bead-Felder zu einfach ist, so dass in die Simulation das Gesamtsystem einbezogen werden muss. Die Verkopplung der Sensoren und Beads über die gegenseitigen Streufelder führt zu komplexen Vortex-Strukturen.

[1] W. Schepper, K. Diplas, and G. Reiss, 3D-simulations of magnetic structures in af-coupled layers with pinholes, J. Appl. Phys. 87, 6597 (2000)