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Piezoelectric-on-Silicon MEMS Lorentz Force Lateral Field Magnetometers

机译：硅上压电压电洛伦兹力横向场磁强计

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This paper describes the realization of piezoelectricon-silicon lateral field Lorentz force magnetometers (LFMs) that target operation in ambient pressure instead of vacuum. Specifically, we describe two device topologies based on the out-of-plane resonant vibration modes. The first is based on a classic cantilever while the other is based on a corner-flapping square plate. In both topologies, piezoelectric transduction is exploited to enhance the sensitivity of the device compared to prevailing approaches to microelectromechanical system (MEMS) LFMs based on capacitive output interfaces. We show that the responsivity of the corner-flapping square plate topology (12 026 ppm/T) is 8.5 times higher than a state-of-the-art lateral field LFM based on a capacitive output interface even without relying on vacuum. We here define responsivity as the output sense current per unit magnetic field density normalized over the input excitation current.
机译：本文介绍了针对在环境压力而不是真空中运行的压电硅横向磁场洛伦兹力磁力计（LFM）的实现。具体来说，我们基于平面外共振振动模式描述了两种设备拓扑。第一个基于经典的悬臂，另一个基于拐角的方形板。与基于电容性输出接口的微机电系统（MEMS）LFM的流行方法相比，在两种拓扑结构中都利用压电换能来增强设备的灵敏度。我们显示，即使不依赖真空，转角拍打方板拓扑结构（12026 ppm / T）的响应度也比基于电容输出接口的最新横向场LFM高8.5倍。我们在此将响应度定义为在输入激励电流上归一化后的每单位磁场密度的输出检测电流。

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