WO2017067710A1

WO2017067710A1 - Magnetischer temperatursensor, verfahren zur bestimmung einer temperatur

Info

Publication number: WO2017067710A1
Application number: PCT/EP2016/071407
Authority: WO
Inventors: Michael Curcic
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2015-10-19
Filing date: 2016-09-12
Publication date: 2017-04-27
Also published as: CN108139278A; EP3365646A1; DE102015220271A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Temperatursensor, umfassend ein magnetisches Element (3), das mindestens eine magnetische Schicht (1), deren magnetische Eigenschaften von der Temperatur abhängen, umfasst dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Schicht (1) eine wirbeiförmige Magnetisierungsverteilung mit einem magnetischen Vortexkern (2) aufweist, wobei die wirbeiförmige Magnetisierungsverteilung in einer Schichtebene ausgebildet ist und der Vortexkern (2) senkrecht zur Schichtebene ausgebildet ist, eine Erregereinheit (15), die zur Anregung der wirbeiförmige Magnetisierungsverteilung zu einer gyrotropen Magnetisierungsbewegung vorgesehen ist, eine Detektionseinheit (16), die zur Detektion einer Resonanzfrequenz der gyrotropen Magnetisierungsbewegung vorgesehen ist und eine Auswerteeinheit (19) zur Bestimmung einer Temperatur aus der Resonanzfrequenz der gyrotropen Magnetisierungsbewegung vorgesehen ist.

Description

Beschreibung Titel

Magnetischer Temperatursensor, Verfahren zur Bestimmung einer Temperatur Die Erfindung betrifft einen magnetischen Temperatursensor und ein Verfahren zur Bestimmung einer Temperatur.

Stand der Technik Die Erfindung geht von einem magnetischen Temperatursensor und einem Verfahren zur Bestimmung einer Temperatur nach der Gattung der unabhängigen Patentansprüche aus.

Herkömmliche Temperatursensoren beruhen auf dem bolometrischen Prinzip, welches darauf basiert, dass sich der elektrische Widerstand eines Materials unter Einfluss einer Temperatur ändert, wie dies beispielsweise in DE 102012216618 A1 beschrieben ist. Die Änderung des Widerstands kann mithilfe einer Strom- oder Spannungsmessung detektiert und einer Temperaturänderung zugeordnet werden.

In EP 195434 A2 wird ein magnetischer Temperatursensor beschrieben, der ein magnetisches Element umfasst, das mindestens zwei dünne Schichten zweier

verschiedener ferromagnetischer Materialien enthält, wobei für jede der beiden Schichten eine leichte Achse ausgebildet wird, um sie empfindlich gegenüber dem großen

Barckhausen Effekt zu machen. Durch Anlegen eines magnetischen Feldes tritt der Barckhausen Effekt zeitlich versetzt in den verschiedenen Schichten auf. Die

Zeitdifferenzen zwischen dem Umklappen der Domänen in den verschiedenen Schichten werden gemessen, sie sind abhängig von der Temperatur. Durch Vergleich mit einer Kennlinie können die Zeitdifferenzen einer Temperatur zugeordnet werden.

Offenbarung der Erfindung Die vorliegende Erfindung gibt einen Temperatursensor und ein Verfahren zur

Bestimmung einer Temperatur an.

Vorteile der Erfindung

Ein erfindungsgemäßer Temperatursensor umfasst ein magnetisches Element, das mindestens eine magnetische Schicht, deren magnetische Eigenschaften von der Temperatur abhängen, umfasst, wobei die magnetische Schicht eine wirbeiförmige Magnetisierungsverteilung mit einem magnetischen Vortexkern aufweist, wobei die wirbeiförmige Magnetisierungsverteilung in einer Schichtebene ausgebildet ist und der Vortexkern senkrecht zur Schichtebene ausgebildet ist. Des Weiteren umfasst der erfindungsgemäße Temperatursensor eine Erregereinheit, die zur Anregung der wirbeiförmige Magnetisierungsverteilung zu einer gyrotropen Magnetisierungsbewegung vorgesehen ist, eine Detektionseinheit, die zur Detektion einer Resonanzfrequenz der gyrotropen Magnetisierungsbewegung vorgesehen ist und eine Auswerteeinheit zur Bestimmung einer Temperatur aus der Resonanzfrequenz der gyrotropen

Magnetisierungsbewegung vorgesehen ist. Vorteilhaft ist, dass der erfindungsgemäße Temperatursensor eine sehr geringe Baugröße verglichen mit bekannten

Temperatursensoren aufweist. Des Weiteren weist der erfindungsgemäße

Temperatursensor eine hohe Sensitivität und Messgenauigkeit auf, da

Frequenzmessungen sich durch eine hohe Genauigkeit auszeichnen. Der

erfindungsgemäße Temperatursensor weist eine geringe Leistungsaufnahme auf, da es sich um eine resonante Anregung handelt. Zudem weist der erfindungsgemäße

Temperatursensor eine geringe Eigenerwärmung auf, sodass ein ungekühlter Betrieb möglich ist.

Der erfindungsgemäße Temperatursensor umfasst das magnetische Element, welches in einer Ausführungsform mehrere magnetische Schichten umfasst, wobei die

Schichtebenen lateral nebeneinander in einer Ebene liegen. Dies ermöglicht die

Herstellung eines dünnen, flächig ausgebildeten Temperatursensors. Ein Vorteil ist, dass diese Anordnung eine Temperaturentkopplung zwischen dem Temperatursensor und der Anregeeinheit sowie dem Temperatursensor und der Detektionseinheit ermöglicht, wodurch die Messgenauigkeit des Temperatursensors erhöht werden kann. In einer alternativen Ausführungsform wird das magnetische Element als magnetischer Schichtstapel ausgebildet, wobei die Schichtebenen in dem magnetischen Stapel parallel zueinander angeordnet sind. Ein Vorteil ist, dass das magnetische Element sehr kompakt ausgebildet werden kann und platzsparend auf einer Fläche angeordnet werden kann.

Eine Detektionseinheit des erfindungsgemäßen Temperatursensors umfasst in einer Ausführungsform eine Zwischenschicht und eine erste Schicht mit fester Magnetisierung. Die Detektionseinheit wird auf das magnetische Element aufgebracht, sodass auf dem magnetischen Element die Zwischenschicht ausgebildet ist und auf der Zwischenschicht die erste Schicht mit einer festen Magnetisierungsrichtung angeordnet ist.

Vorteilhafterweise wird die Resonanzfrequenz der gyrotropen Magnetisierungsbewegung in diesem Ausführungsbeispiel über eine Messung der Änderung des Widerstands, der durch das magnetische Element und die Detektionseinheit gebildet wird, ermittelt. Eine solche resistive Messung ist gegenüber einer kapazitiven Messung mit weniger Aufwand realisierbar.. Die Erregereinheit umfasst in einer Ausführungsform eine erste Elektrode, eine zweite Schicht, die als Spinpolarisator wirkt und eine zweite Elektrode, wobei das magnetische Element auf der ersten Elektrode angeordnet ist, auf dem magnetischen Element die zweite Schicht aufgebracht ist und auf der zweiten Schicht die zweite Elektrode ausgebildet ist. Vorteilhafterweise wird durch Anlegen eines Gleichstroms an die

Erregereinheit mit dem magnetischen Element die wirbeiförmige

Magnetisierungsverteilung zu einer gyrotropen Magnetisierungsbewegung angeregt.

In einer weiteren Ausführungsform wird die Detektionseinheit, umfassend die

Zwischenschicht und die erste Schicht mit fester Magnetisierung, zwischen dem magnetischen Element und der ersten Elektrode der Erregereinheit, welche die erste Elektrode, die zweite Schicht, die als Spinpolarisator wirkt und die zweite Elektrode umfasst, sodass auf der ersten Elektrode die erste Schicht mit fester Magnetisierung angeordnet ist und auf der ersten Schicht mit fester Magnetisierung die Zwischenschicht aufgebracht ist. Auf der Zwischenschicht ist das magnetische Element angeordnet, wobei auf dem magnetischen Element die zweite Schicht aufgebracht ist. Die zweite Elektrode ist auf der zweiten Schicht angeordnet. Ein Vorteil ist, dass somit die Erregereinheit und die Detektionseinheit kompakt in einem Stapel angeordnet sind.

Insbesondere ist die Zwischenschicht aus einem nichtleitenden Material ausgebildet. Die Detektionseinheit, umfassend die Zwischenschicht und die erste Schicht mit fester Magnetisierung bildet zusammen mit dem magnetischen Element einen magnetischen Tunnelwiderstand (TMR). Ein Vorteil dieses Aufbaus ist, dass eine Herstellung des erfindungsgemäßen Strahlungssensors unter Verwendung von Standard-Prozessen, insbesondere der Dünnschichttechnik, möglich ist. Alternativ wird die Zwischenschicht aus einem nichtmagnetischen Material ausgebildet. Folglich bildet die Detektionseinheit, umfassend die Zwischenschicht und die erste Schicht mit fester Magnetisierung, zusammen mit dem magnetischen Element einen Riesenmagnetowiderstand (GMR). Dadurch wird vorteilhafterweise eine Herstellung des erfindungsgemäßen Strahlungssensors unter Verwendung von Standard-Prozessen, insbesondere der Dünnschichttechnik, ermöglicht.

Alternativ wird die Detektionseinheit durch eine Mikrospule realisiert, die so auf dem magnetischen Element angeordnet ist, dass sie möglichst einer maximalen magnetischen Flussänderung ausgesetzt ist, die durch die gyrotrope Magnetisierungsbewegung der wirbeiförmige Magnetisierungsverteilung lokal entsteht. Ein Vorteil ist, dass hierbei weniger Joulsche Wärme entsteht, da kein Teststrom benötigt wird, um die Messung durchzuführen. Dadurch wird die Sensitivität und die Genauigkeit des Temperatursensors erhöht. In einer Ausführungsform wird die Erregereinheit durch ein Erregerelement gebildet, welches ein magnetisches Nachbarelement, das mindestens eine magnetische

Nachbarschicht, deren magnetische Eigenschaften von der Temperatur abhängen, umfasst, wobei die magnetische Nachbarschicht eine wirbeiförmige

Magnetisierungsverteilung aufweist. Zudem umfasst das Erregerelement eine

Erregereinheit, die das magnetische Nachbarelement zu einer gyrotropen

Magnetisierungsbewegung anregt. Die Streufelder des magnetischen Nachbarelements und des magnetischen Elements koppeln, sodass durch die Anregung der gyrotropen Magnetisierungsbewegung des magnetischen Nachbarelements indirekt auch die gyrotrope Magnetisierungsbewegung des magnetischen Elements angeregt wird. Ein Vorteil dieses Aufbaus ist, dass im magnetischen Element durch die Anregung keine Joulsche Wärme entsteht, da die Anregung indirekt erfolgt. Somit wird die

Messgenauigkeit des erfindungsgemäßen Temperatursensors erhöht.

In einem Verfahren zur Bestimmung einer Temperatur mittels eines erfindungsgemäßen Temperatursensors wird das magnetische Element zu einer resonanten gyrotropen Magnetisierungsbewegung angeregt und die gyrotrope Magnetisierungsbewegung detektiert. Die Resonanzfrequenz der gyrotropen Bewegung wird bestimmt und anhand einer Kennlinie einer Temperatur zugeordnet. Der erfindungsgemäße Temperatursensor weist vorteilhafterweise eine hohe Sensitivität und Messgenauigkeit auf, da

Frequenzmessungen sich durch eine hohe Genauigkeit auszeichnen. Zudem weist der erfindungsgemäße Temperatursensor vorteilhafterweise eine geringe Leistungsaufnahme auf, da es sich um eine resonante Anregung handelt. Des Weiteren unterliegt der erfindungsgemäße Temperatursensor bei dem Verfahren zur Bestimmung einer

Temperatur einer geringen Eigenerwärmung, sodass ein ungekühlter Betrieb möglich ist. Die Detektion der gyrotropen Magnetisierungsbewegung erfolgt in einer Ausführungsform dadurch, dass eine Spinmotorische Kraft bestimmt wird, die durch die gyrotrope

Magnetisierungsbewegung hervorgerufen wird. Die Spinmotorische Kraft resultiert im Allgemeinen aus einer Bewegung inhomogener Spinanordnungen. Die Messung der Spinmotorischen Kraft erfolgt bevorzugt mittels eines ersten Kontaktes und eines zweiten Kontaktes auf einer Oberfläche parallel zur Ebene der gyrotropen

Magnetisierungsbewegung, wobei die gyrotrope Magnetisierungsbewegung als Spannung detektiert wird. In einer bevorzugten Ausführungsform zur Bestimmung der

Spinmotorischen Kraft wird das magnetische Element, auf dem die beiden elektrischen Kontakte, der erste Kontakt und der zweite Kontakt, angeordnet sind, auf einen Isolator aufgebracht, der wiederum auf einer von einem Wechselstrom durchflossenen Elektrode angeordnet ist. Es wird eine Spannung zwischen dem ersten Kontakt und dem zweiten Kontakt gemessen, wenn der magnetische Vortexkern zu einer gyrotropen Bewegung angeregt ist, da durch die sich zeitlich ändernde Magnetisierung eine Spannung induziert wird. Dabei entspricht die Frequenz der induzierten Spannung, die ein Detektionssignal bildet, der Resonanzfrequenz der gyrotropen Magnetisierungsbewegung. Ein Vorteil ist, dass hierbei weniger Joulsche Wärme entsteht, da kein Teststrom benötigt wird, um die Messung durchzuführen. Dadurch wird die Sensitivität und die Genauigkeit des

Temperatursensors erhöht. Ein Aufbau zur Messung der Spinmotorischen Kraft wird in„Spin-motive force due to gyrating magnetic vortex" (Tanabe et al., Nature Communications (2012)) beschrieben.

Alternativ erfolgt die Detektion der gyrotropen Magnetisierungsbewegung, indem eine Änderung des magnetischen Flusses als Maß für die gyrotrope

Magnetisierungsbewegung detektiert wird. In einer bevorzugten Ausführungsform wird hierfür eine Mikrospule auf dem magnetischen Element angeordnet, sodass sie möglichst einer maximalen magnetischen Flussänderung ausgesetzt ist. Alternativ können mehrere Mikrospulen auf dem magnetischen Element angeordnet sein. Durch die magnetische Flussänderung wird eine Spannung in der Mikrospule induziert. Die Frequenz der

Induktionsspannung, die das Detektionssignal bildet, entspricht der Resonanzfrequenz der gyrotropen Magnetisierungsbewegung.

Bildet die Detektionseinheit zusammen mit dem magnetischen Element einen GMR oder einen TMR, so kann die gyrotrope Magnetisierungsbewegung detektiert werden, indem der sich ändernde elektrische Widerstand, der durch das magnetische Element und die Detektionseinheit gebildet wird, detektiert wird. Die Frequenz, mit der sich der Widerstand ändert (Detektionssignal), entspricht der Resonanzfrequenz der gyrotropen

Magnetisierungsbewegung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren bezeichnen gleiche oder gleichwirkende Elemente. Es zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine magnetische Schicht im Grundzustand, die eine

wirbeiförmige Magnetisierungsverteilung mit einem magnetischen Vortexkern aufweist, Fig. 2 eine Draufsicht auf ein magnetisches Element, welches mehrere lateral

nebeneinander angeordnete magnetische Schichten umfasst,

Fig. 3 einen Querschnitt des magnetischen Elements, welches als Stapel der mehrere magnetische Schichten umfasst, ausgebildet ist,

Fig. 4 einen Querschnitt des magnetischen Elements mit einer Detektionseinheit,

Fig. 5 einen Querschnitt des magnetischen Elements mit einer Erregereinheit,

Fig. 6 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Temperatursensors ohne

Auswerteeinheit,

Fig. 7 eine Draufsicht auf die magnetische Schicht auf der eine Mikrospule angeordnet ist, Fig. 8 eine Draufsicht auf das magnetische Element und ein Erregerelement,

Fig. 9 eine Draufsicht auf die magnetische Schicht, auf der ein erster Kontakt und ein zweiter Kontakt angeordnet sind, Fig. 10 einen Querschnitt des magnetischen Elements, welches durch eine isolierende Schicht beabstandet auf einer Mikrostreifenleitung angeordnet ist,

Fig. 1 1 einen Querschnitt des magnetischen Elements, welches in der Mikrostreifenleitung angeordnet ist und

Fig. 12 ein Ablaufdiagramm, das die Ermittlung einer Temperatur mithilfe eines

erfindungsgemäßen Temperatursensors zeigt.

Ausführungsformen der Erfindung Ein Vortexzustand ist durch eine wirbeiförmige Magnetisierungsverteilung charakterisiert. Eine Vortexstruktur tritt beispielsweise in dünnen, ferromagnetischen quadratischen Plättchen, in dreieckigen Plättchen und in scheibenförmigen Elementen auf, die

Abmessungen im Mikrometerbereich und darunter aufweisen. Im Grundzustand ist hierbei eine wirbeiförmige Magnetisierungsverteilung in der Ebene des Plättchens bzw. des scheibenförmigen Elements ausgebildet. Die wirbeiförmige Magnetisierung tritt im

Zentrum der Vortexstruktur aus der Ebene heraus. Die Magnetisierung im Zentrum, die aus der Ebene heraus zeigt, wird als Vortexkern 2 bezeichnet. Der Bereich, in dem die Magnetisierung aus der Ebene heraustritt, weist typischerweise einen Radius von etwa 10 nm auf. Die wirbeiförmige Magnetisierungsverteilung in der Ebene des Plättchens bzw. des scheibenförmigen Elements, die im Zentrum einen Vortexkern 2 aufweist, wird als Vortexstruktur bezeichnet. Der Vortexzustand weist eine spezielle Anregungsmode auf, bei der sich die Vortexstruktur in der Ebene um ihre Grundzustandsposition bewegt. Diese spezielle Anregungsmode wird im Folgenden als gyrotrope Magnetisierungsbewegung bezeichnet.

Fig. 1 zeigt die Draufsicht auf eine magnetische Schicht 1 im Grundzustand, die in der x- y-Ebene eine wirbeiförmige Magnetisierungsverteilung mit einem magnetischen

Vortexkern 2 im Zentrum aufweist. Diese Ebene, in der die wirbeiförmige

Magnetisierungsverteilung vorliegt, wird im Folgenden als Schichtebene bezeichnet. In dieser Ausführungsform ist die magnetische Schicht 1 als quadratisches Plättchen ausgebildet. Die Flächen, die die magnetische Schicht 1 begrenzen werden als

Begrenzungsflächen bezeichnet. In einer hier nicht dargestellten, weiteren

Ausführungsform kann die wirbeiförmige Magnetisierungsverteilung der magnetischen Schicht 1 in der Ebene im Uhrzeigersinn orientiert sein. Der Vortexkern 2 zeigt in die gleiche Richtung wie in Fig. 1 . Diese beiden Ausführungsformen der magnetischen Schicht 1 unterscheiden sich in der Chiralität. Ein System nimmt den Zustand an, in dem die Summe aller Energien minimal ist. Bei der magnetischen Schicht 1 ergibt sich die Summe aller Energien im Wesentlichen aus drei Beiträgen, einer Streufeldenergie, einer magnetischen Anisotropieenergie und einer Austauschenergie. Die Streufeldenergie ist minimal, wenn die Spins parallel zu den Begrenzungsflächen angeordnet sind, wodurch die Ausbildung magnetischer Domänen (Bereiche einheitlicher Magnetisierung), die durch Domänenwände (Begrenzung des Bereichs einheitlicher Magnetisierung) voneinander abgegrenzt sind, begünstigt wird. Die Domänenwände bezeichnen einen Bereich, in dem die Spinausrichtung einer Domäne in die Spinausrichtung einer anderen Domäne übergeht. Dieser Übergang gestaltet sich derart, dass die Austauschenergie in diesem Bereich verringert wird. In Proben kleiner Abmessungen dominiert die Austauschenergie, wodurch die Bildung von Domänen energetisch ungünstig ist. In Proben, deren Abmessungen beispielsweise im Bereich einiger hundert Nanometer liegen, bildet sich eine wirbeiförmige

Magnetisierungsverteilung in der Schichtebene aus. Im Zentrum der wirbeiförmigen Magnetisierungsverteilung dreht sich die Magnetisierung aus der Schichtebene heraus, da die Austauschenergie somit verringert wird. Es wäre unendlich viel Energie nötig, um die Magnetisierung in der Schichtebene zu halten. Diese Singularität wird durch das Herausdrehen der Magnetisierung aus der Schichtebene behoben. Diese aus der Schichtebene herausgedrehte Magnetisierung bildet den Vortexkern 2, der in diesem Ausführungsbeispiel senkrecht zur Schichtebene in z-Richtung zeigt. Die magnetische Anisotropieenergie ändert sich mit der Temperatur. Dadurch verändert sich die

Resonanzfrequenz der gyrotropen Magnetisierungsbewegung mit der Temperatur. Die Wahl der Abmessungen der magnetischen Schicht 1 ist entscheidend für die

Ausbildung einer Vortexstruktur. Typische Abmessungen der quadratischen Plättchen, die die magnetischen Schichten 1 , 1 a, 1 b, 1 c bilden, sind 500 nm x 500 nm bis 6 μηη x 6 μηη bei einer Dicke der Schicht zwischen 50 nm und 150 nm. Ab einer Schichtdicke von 10 nm und sehr kleinen Plättchen von ca 200 nm x 200 nm kann sich ebenfalls eine

Vortexstruktur ausbilden. Die Frequenz mit der die gyrotrope Magnetisierungsbewegung angeregt wird hängt von den Abmessungen der magnetischen Schichten ab. Für niederfrequente Anwendungen werden beispielsweise Plättchen im Bereich von 6 m x 6 μηη verwendet. Insbesondere können in einer weiteren Ausführungsform die magnetischen Schichten 1 , 1 a, 1 b, 1 c aus einem magnetostriktiven Material ausgebildet sein. Fig. 2 zeigt die Draufsicht auf drei magnetische Schichten 1 a, 1 b, 1 c, die ein

magnetisches Element 3 bilden. Die magnetischen Schichten 1 a, 1 b, 1 c sind in der x-y- Ebene ausgebildet. In diesem Ausführungsbeispiel sind eine erste magnetische Schicht 1 a, eine zweite magnetische Schicht 1 b und eine dritte magnetische Schicht 1 c entlang der x-Achse nebeneinander angeordnet. Die Vortexkerne 2 der ersten magnetischen Schicht 1 a, der zweiten magnetischen Schicht 1 b und der dritten magnetischen Schicht 1 c stehen senkrecht auf den Schichtebenen, in denen die wirbeiförmigen

Magnetisierungsverteilungen der magnetischen Schichten 1 a, 1 b, 1 c ausgebildet sind. In einer alternativen Ausführungsform werden mehrere magnetische Schichten 1 a, 1 b, 1 c so angeordnet, dass die Schichtebenen der magnetischen Schichten 1 a, 1 b, 1 c in einer Ebene, beispielsweise der x-y-Ebene liegen und die magnetischen Schichten 1 , 1 a, 1 b, 1 c in Form einer Matrix (Array) angeordnet sind. So umfasst beispielsweise ein 2x2 Array vier magnetische Schichten 1 a, 1 b, 1 c.

In einer alternative Ausführungsform des magnetischen Elements 3 wird auf die erste magnetischen Schicht 1 a die zweite magnetische Schicht 1 b aufgebracht und auf die zweite magnetische Schicht 1 b die dritte magnetische Schicht 1 c. Dadurch ergibt sich ein Schichtstapel, der die erste magnetische Schicht 1 a, die zweite magnetische Schicht 1 b und die dritte magnetische Schicht 1 c umfasst, die zusammen das magnetische Element 3 bilden. Die Schichtebenen sind parallel zueinander angeordnet.

Eine Ausgestaltung einer Detektionseinheit 16 ist in Fig. 4 dargestellt. Die

Detektionseinheit 16 umfasst eine erste Schicht 5 mit fester Magnetisierungsrichtung und eine Zwischenschicht 4. Die Zwischenschicht 4 wird auf das magnetische Element 3 aufgebracht. Auf der Zwischenschicht wird die erste Schicht 5 ausgebildet, sodass das magnetische Element 3 und die erste Schicht 5 durch die Zwischenschicht 4 beabstandet sind. Der Abstand zwischen dem magnetischen Element 3 und der ersten Schicht 5 wird durch die Dicke der Zwischenschicht 4 bestimmt. Die erste Schicht 5 umfasst

vorzugsweise nur eine magnetische Domäne, die eine feste Magnetisierungsrichtung aufweist, das heißt die Magnetisierungsrichtung der ersten Schicht 5 wird durch Anlegen eines äußeren Magnetfeldes oder anderen Umgebungseinflüssen nicht verändert und weist somit immer die gleiche Magnetisierungsrichtung auf. Diese feste

Magnetisierungsrichtung der ersten Schicht 5 kann durch einen Antiferromagneten, beispielsweise Iridium-Mangan (IrMg), aufrechterhalten werden. Dieser wird auf der ersten Schicht 5 angeordnet (hier nicht dargestellt) und verhindert eine Änderung der Magnetisierungsrichtung der ersten Schicht 5. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die erste Schicht 5 aus Kobalt-Eisen-Bor (CoFeB) ausgeführt.

In einer weiterführenden Gestaltungsform ist die Zwischenschicht 4 aus einem

nichtleitenden Material ausgebildet. Der in Fig. 4 gezeigte Stapel ist dann insbesondere ein TMR. Dieser wird vorzugsweise mittels Dünnschichttechnik gefertigt.

In einer alternativen Ausführungsform ist die Zwischenschicht 4 aus einem

nichtmagnetischen Material ausgebildet. Damit bildet das magnetische Element 3 zusammen mit der Detektionseinheit 16 einen GMR. Die Fertigung erfolgt vorzugsweise mittels Dünnschichttechnik. Die elektrische Kontaktierung erfolgt mittels zweier Elektroden (hier nicht dargestellt), die an zwei gegenüberliegenden Seiten des in Fig. 4 gezeigten Stapels angeordnet werden. Vorzugsweise werden die Kontakte seitlich angeordnet, sodass die Elektroden sich jeweils über alle Schichten erstrecken. Alternativ kann eine Elektrode auf einer von der Zwischenschicht 4 abgewandeten Seite des magnetischen Elements 3 angeordnet werden und eine weitere Elektrode auf einer von der

Zwischenschicht 4 abgewandten Seite der ersten Schicht 5 angeordnet sein.

Umfasst das magnetische Element 3 wie in Fig. 2 dargestellt nebeneinander angeordnete magnetische Schichten 1 a, 1 b, 1 c, so genügt es die Zwischenschicht 4 und die erste Schicht 5 auf mindestens einer der magnetischen Schichten 1 a, 1 b, 1 c aufzubringen.

Die Detektionseinheit 16 detektiert die gyrotrope Magnetisierungsbewegung. Das magnetische Element 3 bildet in dieser Ausführungsform zusammen mit der

Detektionseinheit 16 einen elektrischen Widerstand. Ist die Zwischenschicht 4 aus einem nichtleitenden Material ausgebildet, so sind das magnetische Element 3 und die erste Schicht 5 mit fester Magnetisierungsrichtung durch einen Isolator, der in

Dünnschichttechnik gefertigt ist, getrennt und bilden einen TMR. Die Zwischenschicht 4 wirkt somit als Tunnelbarriere. Je nachdem wie die Magnetisierungen des magnetischen Elements 3 und der ersten Schicht 5 mit fester Magnetisierung relativ zueinander ausgerichtet sind, tunneln mehr oder weniger Elektronen durch die Tunnelbarriere. Im Allgemeinen gilt, dass wenn die Spins rechts und links der Tunnelbarriere parallel zueinander ausgerichtet sind die Tunnelwahrscheinlichkeit für die Elektronen höher ist, als wenn die Spins links und rechts der Barriere antiparallel zueinander ausgerichtet sind. Somit ergeben sich für die beiden relativen Spinkonfigurationen, parallele und

antiparallele Spins, zwei verschiedene Widerstandswerte. Ist eine der Magnetisierungen fest, also nicht veränderlich, so kann anhand des Widerstandswertes die Magnetisierungsrichtung der Schicht, deren Magnetisierung veränderlich ist, ermittelt werden. Das magnetische Element 3 weist keine homogene sondern eine wirbeiförmige Magnetisierungsverteilung auf. Wird das magnetische Element 3 zu der gyrotropen Magnetisierungsbewegung angeregt, so oszilliert die Magnetisierung in der Schichtebene. Somit oszilliert die Anzahl Spins, die parallel zu den Spins in der ersten Schicht 5 ausgerichtet sind, mit der gyrotropen Magnetisierungsbewegung. Dies führt zu einer periodischen Änderung des elektrischen Widerstands. Die Frequenz, mit der sich der elektrische Widerstand ändert, stimmt mit der Resonanzfrequenz der gyrotropen

Magnetisierungsbewegung überein. Ist die Zwischenschicht aus einem nichtmagnetischen Material ausgebildet, so bilden das magnetische Element 3 und die erste Schicht 5 mit fester Magnetisierungsrichtung zusammen mit der nichtmagnetischen Zwischenschicht 4 einen GMR. Im Allgemeinen bewirkt der GMR-Effekt, dass der elektrische Widerstand, der durch zwei magnetische Schichten, die durch eine nichtmagnetische Schicht getrennt sind, gebildet wird, von der relativen Orientierung der Magnetisierungen der beiden magnetischen Schichten abhängt. Der elektrische Widerstand ist bei entgegengesetzter Magnetisierung wesentlich höher als wenn die Magnetisierungen der magnetischen Schichten parallel ausgerichtet sind. Analog zum Detektionsverfahren der gyrotropen Magnetisierungsbewegung unter Verwendung eines TMR-Stapels ändert sich der elektrische Widerstand periodisch, wenn im magnetischen Element 3 die gyrotrope

Magnetisierungsbewegung angeregt ist, da die Anzahl Spins, die parallel zu den Spins in der ersten Schicht 5 ausgerichtet sind, mit der gyrotropen Magnetisierungsbewegung oszilliert. Die Frequenz, mit der sich der elektrische Widerstand ändert, stimmt mit der Resonanzfrequenz der gyrotropen Magnetisierungsbewegung überein. Somit wird mittels der Detektion der Änderung des elektrischen Widerstands die gyrotrope

Magnetisierungsbewegung detektiert.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform einer Erregereinheit 15. Die Erregereinheit 15 umfasst eine erste Elektrode 7, eine zweite Schicht 8, die als Spinpolarisator wirkt und eine zweite Elektrode 6, wobei das magnetische Element 3 auf der ersten Elektrode 7 angeordnet ist, auf dem magnetischen Element 3 die zweite Schicht 8 aufgebracht ist und auf der zweiten Schicht 8 die zweite Elektrode 6 ausgebildet ist. An die erste Elektrode 7 und die zweite Elektrode 6 wird ein Gleichstrom angelegt. Die Elektronen passieren zunächst die zweite Schicht 8, die als Spinpolarisator wirkt. Die zweite Schicht 8 weist unterschiedliche Leitfähigkeiten für verschiedene Spinausrichtungen auf. Insbesondere dominiert die Leitfähigkeit einer spezifischen Spinausrichtung, während Elektronen deren Spin von dieser spezifischen Spinausrichtung abweichen reflektiert werden und im Idealfall nur Elektronen mit der spezifischen Spinausrichtung transmittiert werden. Somit ist der Gleichstrom nach Passieren der zweiten Schicht 8 spinpolarisiert. Mithilfe eines spinpolarisierten Gleichstroms, der senkrecht zur Schichtebene fließt, wird die gyrotrope Magnetisierungsbewegung angeregt. Beispielsweise ist aus„Magnetic vortex oscillator driven by dc-polarized current" (Pribiag et al., Nature Phys. 3 (2007)) bekannt, dass die Anregung einer gyrotropen Magnetisierungsbewegung mittels eines spinpolarisierten Gleichstroms möglich ist. Je nachdem welche Materialien für die verschiedenen Schichten in Fig. 5 verwendet werden, wird zwischen der zweiten Schicht 8 und dem magnetischen Element zusätzlich eine elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht, die als Haftvermittler oder zur magnetischen Entkopplung der zweiten Schicht 8 und des magnetischen Elements 3 dient (in Fig. 5 nicht abgebildet).

Fig. 6 zeigt die Detektionseinheit 16, umfassend die Zwischenschicht 4 und die erste Schicht 5 mit fester Magnetisierung, die zwischen dem magnetischen Element 3 und der ersten Elektrode 7 der Erregereinheit 15 aus Fig. 5 angeordnet ist. Die Erregereinheit 15 umfasst die erste Elektrode 7, die zweite Schicht 8, die als Spinpolarisator wirkt und die zweite Elektrode 6. Auf der ersten Elektrode 7 ist die erste Schicht 5 mit fester

Magnetisierung angeordnet und auf der ersten Schicht 5 ist die Zwischenschicht 4 aufgebracht. Auf der Zwischenschicht 4 ist das magnetische Element 3 angeordnet und auf dem magnetischen Element 3 ist die zweite Schicht 8 aufgebracht. Die zweite Elektrode 6 ist auf der zweiten Schicht 8 angeordnet. Dadurch wird die Detektionseinheit 15 platzsparend in die Erregereinheit 15 integriert. Der spinpolarisierte Gleichstrom, der die gyrotrope Magnetisierungsbewegung anregt, kann zudem zur Ermittlung des veränderlichen elektrischen Widerstands, der durch die Detektionseinheit 16 und das magnetische Element 3 gebildet wird, verwendet werden. Hierfür wird zusätzlich eine elektrische Spannung gemessen, die über den elektrischen Widerstand, der durch die Detektionseinheit 16 und das magnetische Element 3 gebildet wird, abfällt. Die elektrische Spannung und die elektrische Stromstärke sind über den elektrischen Widerstand verknüpft. Aus der bekannten elektrischen Spannung und dem bekannten elektrischen Stromstärke lässt sich der elektrische Widerstand zu jedem Zeitpunkt ermitteln. In Fig. 7 ist eine magnetische Schicht 1 abgebildet, auf der eine Mikrospule 9 angeordnet ist. Die magnetische Schicht 1 kann Teil des magnetischen Elements 3 sein, das aus mehreren magnetischen Schichten 1 , 1 a, 1 b, 1 c besteht. Alternativ zur Detektionseinheit 16, die in Fig. 4 und Fig. 6 abgebildet ist, erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel die Detektion der gyrotropen Bewegung mittels einer Mikrospule 9. Die Mikrospule 9 ist parallel zur Schichtebene angeordnet. Sie ist so auf der magnetischen Schicht 1 , deren gyrotrope Magnetisierungsbewegung detektiert werden soll angeordnet, dass sie einer maximalen magnetischen Flussänderung ausgesetzt ist. Im Zuge der gyrotropen

Magnetisierungsbewegung ändert sich die Magnetisierung in dem Bereich, den die Mikrospule 9 umschließt, wodurch sich der durch die Mikrospule 9 eingeschlossene magnetische Fluss zeitlich ändert. In der Mikrospule 9 wird eine elektrische Spannung induziert, solange sich der magnetische Fluss zeitlich ändert. Da die gyrotrope

Magnetisierungsbewegung eine periodische Bewegung ist, ist auch die

Induktionsspannung ein periodisches Signal, dessen Frequenz mit der Resonanzfrequenz der gyrotropen Magnetisierungsbewegung übereinstimmt. Alternativ zur Erregereinheit 15, die in Fig. 5 gezeigt ist, wird in Fig. 8 die Erregereinheit 15 durch ein Erregerelement 17 gebildet, welche ein magnetisches Nachbarelement 10, das mindestens eine magnetische Nachbarschicht, deren magnetische Eigenschaften von der Temperatur abhängen, umfasst, wobei die magnetische Nachbarschicht eine wirbeiförmige Magnetisierungsverteilung aufweist und welche eine Erregereinheit 15 umfasst, die das magnetische Nachbarelement 10 zu einer gyrotropen

Magnetisierungsbewegung anregt. Die magnetischen Schichten 1 , 1 a, 1 b, 1 c des magnetischen Nachbarelements 10 werden im Folgenden als magnetische

Nachbarschichten bezeichnet werden. Mithilfe einer Erregereinheit 15 wird das magnetische Nachbarelement 10 zu der gyrotropen Magnetisierungsbewegung angeregt. Die magnetischen Streufelder des magnetischen Nachbarelements 10 und des magnetischen Elements 3 koppeln, sodass durch die Erregereinheit 15 das magnetische Nachbarelement 10 das magnetischen Elements 3 zu einer gemeinsamen, gekoppelten gyrotropen Magnetisierungsbewegung mit einer Resonanzfrequenz angeregt werden. Bei einer Temperaturänderung des magnetischen Elements 3 ändert sich diese

Resonanzfrequenz der gemeinsamen, gekoppelten gyrotropen

Magnetisierungsbewegung. Die Änderung dieser Resonanzfrequenz dient somit der Bestimmung der Temperatur. Das Messelement 18 umfasst das magnetische Element 3 und die Detektionseinheit 16. Die Anregung der gyrotropen Magnetisierungsbewegung erfolgt mittels des Erregerelements 17 und die Detektion der gyrotropen

Magnetisierungsbewegung erfolgt mittels des Messelements 18. Das magnetische

Nachbarelement 10 und das magnetische Element 3 sind in der gleichen Ebene, der x-y- Ebene angeordnet. Die Vortexkerne 2 der magnetischen Elemente 3, 10 sind entlang der z-Richtung ausgerichtet. In einer Ausführungsform wird das Erregerelement 17 durch die in Fig. 5 gezeigte Erregereinheit 15 gebildet, die in diesem Fall das magnetische

Nachbarelement 10 statt des magnetischen Elements 3 umschließt. Die Detektionseinheit 16 des Messelements 18 wird in einer Ausführungsform durch die in Fig. 4 gezeigte

Detektionseinheit 16 gebildet oder alternativ durch die in Fig. 7 gezeigte Detektionseinheit 16, die eine Mikrospule 9 umfasst.

In einem Ausführungsbeispiel ist das magnetische Nachbarelement 10 baugleich zu dem magnetischen Element 3 des Messelements 18.

Eine Alternative zu den in Fig. 4 und Fig. 7 gezeigten Detektionseinheiten 16 ist die Detektionseinheit 16, die in Fig. 9 abgebildet ist. Auf der magnetischen Schicht 1 , die Teil eines magnetischen Elements 3 sein kann, werden zwei elektrische Kontakte 1 1 , 12, ein erster Kontakt 1 1 und eine zweiter Kontakt 12, auf der Schichtebene angeordnet. Es wird eine elektrische Spannung zwischen dem ersten Kontakt 1 1 und dem zweiten Kontakt 12 gemessen, wenn der magnetische Vortexkern 2 zu einer gyrotropen

Magnetisierungsbewegung angeregt ist, da durch die sich zeitlich ändernde

Magnetisierung eine Spannung induziert wird. Dies entspricht der Detektion einer Spinmotorischen Kraft, die durch die gyrotrope Magnetisierungsbewegung hervorgerufen wird. Die Spinmotorische Kraft resultiert im Allgemeinen aus einer Bewegung

inhomogener Spinanordnungen. Die Frequenz der induzierten Spannung entspricht der Resonanzfrequenz der gyrotropen Magnetisierungsbewegung. Ein Aufbau zur Messung der Spinmotorischen Kraft wird in„Spin-motive force due to gyrating magnetic vortex" (Tanabe et al., Nature Communications (2012)) beschrieben.

In Fig. 10 ist eine alternative Erregereinheit 15 abgebildet. Das magnetische Element 3 ist auf einem Isolator 13 angeordnet, der als Schicht ausgebildet ist. Der Isolator 13 ist auf einer Mikrostreifenleitung 14 angeordnet, die entlang der y-Richtung verläuft. Das magnetische Element 3 ist durch den Isolator 13 von der Mikrostreifenleitung elektrisch 14 isoliert. An die Mikrostreifenleitung 14 wird ein Wechselstrom angelegt, dessen Frequenz der Resonanzfrequenz der gyrotropen Magnetisierungsbewegung entspricht. Dadurch entsteht ein magnetisches Wechselfeld, dessen Frequenz der Resonanzfrequenz der gyrotropen Magnetisierungsbewegung entspricht und dessen Feldlinien konzentrisch um die Mikrostreifenleitung 14 verlaufen. Das magnetische Element 3 ist somit einem magnetischen Wechselfeld ausgesetzt, das die gyrotrope Magnetisierungsbewegung anregt.

Alternativ wird die Erregereinheit 15 wie in Fig. 1 1 gezeigt realisiert. Hierbei ist das magnetische Element 3 in eine Mikrostreifenleitung 14 eingebracht, sodass die

Schichtebene in einer Ebene mit der Mikrostreifenleitung 14 liegt. Wird ein elektrischer Wechselstrom beispielsweise in y-Richtung an die Mikrostreifenleitung 14 angelegt, dessen Frequenz der Resonanzfrequenz der gyrotropen Magnetisierungsbewegung entspricht, so durchfließt der Wechselstrom das magnetische Element 3 entlang der Schichtebene. Die Elektronen treffen beim Eintritt in das magnetische Element 3 auf ein magnetisches Material, in dem die Spins entlang einer Vorzugsrichtung orientiert sind. Dies sorgt dafür, dass für verschiedene Spinausrichtungen unterschiedliche

Leitfähigkeiten im magnetischen Element 3 vorliegen. Dies hat zur Folge, dass nur Elektronen mit einer bevorzugten Spinausrichtung vom magnetischen Element 3 transmittiert werden. Dies führt dazu, dass das Zentrum des magnetischen Elements 3 im Wesentlichen von einem spinpolarisierten Wechselstrom in der Schichtebene

durchflössen wird. Dies führt zu einer Anregung der gyrotropen

Magnetisierungsbewegung. Der zugrundeliegende Effekt ist der sogenannte„Spin- Transfer Torque".

Der erfindungsgemäße Temperatursensor umfasst eine Detektionseinheit 16 und eine Erregereinheit 15. Diese werden vorzugsweise entsprechend der Abbildungen Fig. 3 bis Fig. 1 1 . ausgeführt. Des Weiteren umfasst er eine Auswerteeinheit 19. Das Messprinzip des erfindungsgemäßen Temperatursensors beruht darauf, dass die magnetischen Eigenschaften des magnetischen Elements 3 von der Temperatur abhängen,

insbesondere, dass das magnetische Element 3 eine temperaturabhängige magnetische Anisotropie aufweist. Die Resonanzfrequenz der gyrotropen Bewegung hängt von den magnetischen Eigenschaften, insbesondere der magnetischen Anisotropie, des magnetischen Elements 3 ab. Somit ist die Resonanzfrequenz ein Maß für die magnetischen Eigenschaften, die wiederum ein Maß für die Temperatur darstellen. Ein Verfahren zur Bestimmung einer Temperatur mittels eines erfindungsgemäßen

Temperatursensors ist anhand eines Ablaufdiagramms in Fig. 12 dargestellt. Es wird das magnetische Element 3 mithilfe der Erregereinheit 15 zu einer resonanten gyrotropen Magnetisierungsbewegung angeregt und die gyrotrope Magnetisierungsbewegung mittels der Detektionseinheit 16 detektiert. Die Resonanzfrequenz (in Fig. 12 mit f bezeichnet) der gyrotropen Magnetisierungsbewegung wird beispielsweise unter Verwendung eines Phasenregelkreises bestimmt und anhand einer Kennlinie einer Temperatur (in Fig. 12 mit T bezeichnet) zugeordnet. Der Zusammenhang zwischen der Resonanzfrequenz der gyrotropen Magnetisierungsbewegung und der Temperatur wird in einer einmaligen Kalibriermessung bestimmt und ist in der Auswerteeinheit 19 hinterlegt. Als Ausgabe des erfindungsgemäßen Temperatursensors dient die aus der Resonanzfrequenz der gyrotropen Magnetisierungsbewegung ermittelte Temperatur.

Umfasst das magnetische Element 3 mehrere magnetische Schichten 1 a, 1 b, 1 c, so kann zur Bestimmung der Temperatur im Allgemeinen eine Dispersionsrelation des

magnetischen Elements 3 verwendet werden. Es ist möglich die Frequenzänderung einer oder mehrerer Anregungsmoden des magnetischen Elements 3 zur Bestimmung der Temperatur zu betrachten. Die Zuordnung zwischen Frequenz und Temperatur erfolgt beispielsweise, wie vorstehend beschrieben, anhand einer Kennlinie.

Claims

Ansprüche

1 . Temperatursensor, umfassend

ein magnetisches Element (3), das mindestens eine magnetische Schicht (1 ), deren magnetische Eigenschaften von der Temperatur abhängen, umfasst dadurch gekennzeichnet, dass

die magnetische Schicht (1 ) eine wirbeiförmige Magnetisierungsverteilung mit einem magnetischen Vortexkern (2) aufweist, wobei die wirbeiförmige Magnetisierungsverteilung in einer Schichtebene ausgebildet ist und der Vortexkern (2) senkrecht zur Schichtebene ausgebildet ist,

eine Erregereinheit (15), die zur Anregung der wirbeiförmigen

Magnetisierungsverteilung zu einer gyrotropen Magnetisierungsbewegung vorgesehen ist,

eine Detektionseinheit (16), die zur Detektion einer Resonanzfrequenz der gyrotropen Magnetisierungsbewegung vorgesehen ist und

eine Auswerteeinheit (19) zur Bestimmung einer Temperatur aus der Resonanzfrequenz der gyrotropen Magnetisierungsbewegung vorgesehen ist.

2. Temperatursensor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das

magnetische Element (3) mehrere magnetische Schichten (1 a, 1 b, 1 c) umfasst, wobei die Schichtebenen lateral nebeneinander in einer Ebene liegen.

3. Temperatursensor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Element (3) als magnetischer Schichtstapel ausgebildet ist, wobei die Schichtebenen in dem magnetischen Schichtstapel parallel zueinander angeordnet sind.

4. Temperatursensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass die Detektionseinheit (16) eine Zwischenschicht (4) und eine erste Schicht (5) mit fester Magnetisierungsrichtung umfasst und auf dem magnetischen Element (3) angeordnet ist, wobei

auf das magnetische Element (3) die Zwischenschicht (4) aufgebracht ist und auf der Zwischenschicht (4) die erste Schicht (5) mit fester

Magnetisierungsrichtung angeordnet ist.

5. Temperatursensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass die Erregereinheit (15) eine erste Elektrode (7), eine zweite

Schicht (8), die als Spinpolarisator wirkt und eine zweite Elektrode (6) umfasst, wobei das magnetische Element (3) auf der ersten Elektrode (7) angeordnet ist, - auf dem magnetischen Element (3) die zweite Schicht (8) aufgebracht ist und

auf der zweiten Schicht (5) die zweite Elektrode (6) ausgebildet ist.

6. Temperatursensor nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Elektrode (7) und dem magnetischen Element (3) die

Detektionseinheit (16) angeordnet ist.

7. Temperatursensor nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (4) aus einem nichtleitenden Material ausgebildet ist.

8. Temperatursensor nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (4) aus einem nichtmagnetischen Material ausgebildet ist.

9. Temperatursensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Mikrospule (9) auf dem magnetischen Element (3) angeordnet, die als Detektionseinheit (16) vorgesehen ist.

10. Temperatursensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder 9, dadurch

gekennzeichnet, dass die Erregereinheit (15) durch ein Erregerelement (17) gebildet wird, welches ein magnetisches Nachbarelement (10), das mindestens eine magnetische Nachbarschicht, deren magnetische Eigenschaften von der Temperatur abhängen, umfasst, wobei die magnetische Nachbarschicht eine wirbeiförmige Magnetisierungsverteilung aufweist und welches eine Erregereinheit (15) umfasst, die das magnetische Nachbarelement (10) zu einer gyrotropen Magnetisierungsbewegung anregt.

1 1 . Verfahren zur Bestimmung einer Temperatur mittels eines Temperatursensors nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Element (3) zu einer resonanten gyrotropen

Magnetisierungsbewegung angeregt wird, die gyrotrope

Magnetisierungsbewegung detektiert wird, die Resonanzfrequenz der gyrotropen Bewegung bestimmt wird und die Resonanzfrequenz anhand einer Kennlinie einer Temperatur zugeordnet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Spinmotorische Kraft bestimmt wird, die durch die gyrotrope Magnetisierungsbewegung hervorgerufen wird und mittels eines ersten Kontaktes (1 1 ) und eines zweiten Kontaktes (12) auf einer Oberfläche parallel zur Ebene der gyrotropen

Magnetisierungsbewegung als Spannung detektiert wird.

13. Verfahren nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Änderung des magnetischen Flusses als Maß für die gyrotrope Magnetisierungsbewegung detektiert wird.

14. Verfahren nach Anspruch 1 1 zur Bestimmung einer Temperatur mittels eines Temperatursensors nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein sich ändernder elektrischer Widerstand detektiert wird, der durch das magnetische Element (3) und die Detektionseinheit (16) gebildet wird.