Detection Characteristics of a Red Blood Cell Coupled with Micron Magnetic Beads by Using GMR-SV Device

The glass/Ta(5.8 nm)/NiFe(5 nm)/Cu(2.3 nm)/NiFe(3 nm)/IrMn(12 nm)/Ta(5.8 nm) GMR-SV (giantmagneto-resistance-spin valve) multilayer structure films with a magnetoresistance ratio (MR) of 5.0 % and a magnetic sensitivity (MS) of 1.5%/Oe was deposited by dc magnetron sputtering method. Also, GMR-SV device having a width of $7{\mu}m{\sim}8{\mu}m$ similar to the diameter of RBC (red blood cell) was fabricated by the light lithography process. When RBCs coupled with several magnetic beads with a diameter of $1{\mu}m$ dropped upon the GMR-SV device having MR = 1.06% and MS = 0.3 %/Oe, there is observed the variation of about included of a resistance value of ${\Delta}R=0.4{\Omega}$ and ${\Delta}MR=0.15%$ around a external magnetic field of -0.6 Oe. From these results, the GMR-SV device having the width magnitude of a few micron size can be applied as the biosensor for the analysis of a new magnetic property of hemoglobin inside of RBC combined to magnetic beads.

GMR-SV 소자를 이용한 미크론 자성비드와 결합된 적혈구 검출 특성 연구

Dc 마그네트론 스퍼터링법으로 자기저항비 5.0 %와 자장감응도 1.5 %/Oe를 갖는 glass/Ta(5.8 nm)/NiFe(5 nm)/Cu(2.3 nm)/NiFe(3 nm)/IrMn(12 nm)/Ta(5.8 nm) 다층구조 GMR-SV 박막을 증착하였다. 광 리소그래피 공정으로 적혈구 직경 크기인 $7{\mu}m{\sim}8{\mu}m$ 이내의 선폭인 GMR-SV 소자를 제작하였다. 직경 $1{\mu}m$ 크기인 여러 개의 자성비드가 결합된 적혈구를 자기저항비 1.06 % 자장감응도 0.3 %/Oe를 갖는 GMR-SV 소자에 떨어뜨려 -0.6 Oe 부근에서 약 $0.4{\Omega}$과 약 0.15 %의 변화를 관찰하였다. 본 연구로부터 미크론 크기의 선폭을 갖는 GMR-SV 소자가 자성비드를 결합한 적혈구내 헤모글로빈의 새로운 자성 특성을 분석하는 바이오센서로 활용할 수 있음을 보여주었다.