软磁非晶丝巨磁阻抗效应传感器研究进展与应用

基于软磁非晶丝巨磁阻抗效应(GMI)的传感器是近年来磁传感器领域的研究热点之一.非晶丝具有良好的软磁特性:如低电阻率、高磁导率、高饱和磁感应强度、低矫顽力、低损耗以及特殊的磁畴结构等,利用其GMI效应制成磁传感器,其突出优点是微型化、高灵敏度、快速响应、高温度稳定性和低功耗.本文讨论了软磁非晶丝巨磁阻抗效应的机理,叙述了非晶丝GMI传感器的研究进展,着重对敏感材料性能及制备、GMI器件结构形式、传感电路等作了介绍,并指出了GMI目前存在的问题及将来的发展趋势.最后对GMI的应用作了展望.     

钴基非晶态合金丝巨磁电阻抗效应的研究

研究了制备态钴基非晶态合金丝的巨磁电阻抗效应。该磁电阻抗效应对驱动电流的频率、强度及轴向偏置磁场有强烈的依赖性。对该效应进行了理论解释。利用这种效应可制成具有高磁灵敏度的元件及微型磁传感器     

纳米巨磁阻抗效应与磁敏传感器

利用纳米微晶巨磁阻抗效应研制的一种新型磁敏传感器已被开发.它与传统的磁通门、霍尔和磁电阻传感器相比具有灵敏度高、温度稳定性好、使用寿命长等优点,已分别应用于汽车测速、电喷发动机点火和其他工业自动化控制等方面.     

纳米巨磁阻抗效应与磁敏传感器

利用纳米微晶巨磁阻抗效应研制的一种新型磁敏传感器已被开发.它与传统的磁通门、霍尔和磁电阻传感器相比具有灵敏度高、温度稳定性好、使用寿命长等优点,已分别应用于汽车测速、电喷发动机点火和其他工业自动化控制等方面.     

基于巨磁阻抗效应的微磁传感器设计与实现

介绍了非晶带产生巨磁阻抗(GMI)效应的机理,对Co基非晶带进行了磁场后退火处理,磁阻抗比得到显著提高,为179%.在此基础上设计了一种基于GMI效应的磁传感器电路,详述了各个环节的电路设计.通过优化传感器电路相关的工作参数,改善了传感器输出性能并给出了典型结果.在常温下,非晶带激励电流频率为10 MHz时得到了非晶带...     

纳米巨磁阻抗效应与磁敏传感器

利用纳米微晶巨磁阻抗效应研制的一种新型磁敏传感器已被开发，它与传统的磁通门、霍尔和磁电阻传感器相比具有灵敏度高、温度稳定性好、使用寿命长等优点，已分别应用于汽车测速、电喷发动机点火和其他工业自动化控制等方面。     

基于CoFeNbSiB非晶丝巨磁阻抗效应的新型磁传感器

本文利用CoFeNbSiB非晶丝的巨磁阻抗(GMI)效应制作了一种新型微磁场传感器.该传感器尺寸小,灵敏度高,反应速度快,且不需要预热.文章中具体介绍了非晶丝的特性、传感器的硬件及软件设计.     

GMI传感器的设计与性能分析

通过分析传感器工作原理,利用Co基非晶丝的巨磁阻抗(GMI)效应设计了传感器电路.选用晶振和反向器74HC04D产生频率为10MHz的脉冲电流激励,通过偏置和反馈提高了传感器的线性度和测量范围.该传感器具有灵尺寸小、灵敏度高、非接触、稳定性好等优点,可用于弱磁探测领域,如电路板的在线检测.     

CoFeSiB/Cu/CoFeSiB多层膜的巨磁阻抗效应研究

利用射频磁控溅射技术及微细加工技术制备了三明治结构的CoFeSiB/Cu/CoFeSiB多层膜,在频率l～40MHz下研究了多层膜的纵向和横向巨磁阻抗效应,结果表明曲折状三明治结构多层膜的巨磁阻抗效应比单层膜有较大的提高。在交流电流频率5MHz,外加直流磁场100Oe下巨磁阻抗变化率达17.3%。     

铁氧体、微波磁性材料

0304957横向巨磁阻抗效应中磁导率张量的理论研究[刊]/董承远//真空科学与技术学报.—2002,22(5).—333～337(L)建立了比较完善的二维铁磁体在横向巨磁阻抗(GMI)效应中的磁化模型,采用将静态磁化过程和动态磁化过程分开计算的方法,同时考虑畴壁移动和磁畴转动两种磁化机制的影响,推导出比较完善的用于二维铁磁体横向巨磁阻抗效应理论研究的磁导率张量的表达式。参10     

Temperature-Dependent Giant Magnetoimpedance Effect in Amorphous Soft Magnets

Giant magnetoimpedance (GMI)-based devices offer potential as next-generation low-cost, flexible, ultrasensitive sensors. They can be used in applications that include current sensors, field sensors, stress sensors, and others. Challenging applications involve operation at high temperatures, and therefore studies of GMI temperature dependence and performance of soft magnetic materials are needed. We present a high-temperature GMI study on an amorphous soft magnetic microwire from room temperature to 560°C. The GMI ratio was observed to be nearly constant at ～86% at low temperatures and to decrease rapidly at ～290°C, finally reaching a near-zero value at 500°C. The rapid drop in GMI ratio at 290°C is associated with a reduction in the long-range ferromagnetic order as measured by the spontaneous magnetization (M) at the Curie temperature (T _c). We also correlated the impedance with the magnetic properties of the material. From room temperature to 290°C, the impedance was found to be proportional to the square root of the magnetization to magnetic anisotropy ratio. Lastly, M(T) has been fit using a Handrich–Kobe model, which describes the system with a modified Brillouin function and an asymmetrical distribution of exchange interactions. We infer that the structural fluctuations of the amorphous phase result in a relatively small asymmetry in the fluctuation parameters.     

Giant magnetoimpedance sensors

Magnetoinductance and giant magnetoimpedance (GMI) sensors have greatly benefited from the development of amorphous wires. These soft ferromagnetic substances exhibit exquisite sensitivity (in the nT range) and wide bandwidth (MHz) in thin film structures. Combining these properties with surface wave technology produces passive, wireless sensors     

用于高灵敏微磁传感器的LMO膜制备与分析

采用溶胶凝胶法制备了LaMnOx(LMO)薄膜,系统研究了不同烧结温度、纵向直流磁场后退火和生长膜层数对LMO薄膜的巨磁阻抗效应的影响。结果表明,烧结温度、膜的层数以及纵向磁场后退火处理均有效提高了LMO的巨磁阻抗比,其中纵向直流磁场后退火处理提高薄膜阻抗比效果最显著,经过10Oe、400℃恒温1h磁场后退火处理后,在频率5MHz、100Oe外磁场下其磁阻抗比达15.8%,相比未后处理样品磁阻抗比提高了一倍,其对应的磁场灵敏度为0.16%/Oe。同时,实验发现磁场后退火不仅影响薄膜的巨磁阻抗比,也会改变阻抗比极大值所对应的激励频率,这一现象目前仍在探究中。     

张应力退火对玻璃包覆钴基非晶丝GMI影响

采用张应力–焦耳热方式对玻璃包覆钴基非晶丝进行退火,测量其退火后的磁滞回线和磁阻抗值,研究张应力退火对玻璃包覆钴基非晶丝静磁性能和巨磁阻抗(GMI)效应的影响。结果表明:通过处理,其各向异性场降低,其中经140MPa张应力退火的样品GMI峰值最大可达80%,所对应的磁场强度降至60A/m。随着玻璃包覆钴基非晶丝内应力的改变,导致样品壳内畴的体积增加,引起应力感生横向各向异性,从而影响GMI效应。     

FeCuNbCrSiB/Cu/FeCuNbCrSiB薄膜各层宽度对其巨磁阻抗效应的影响

采用射频磁控溅射方法，利用微细加工工艺制备了不同薄膜宽度的三明治结构FeCuNbCrSiB／Cu／FeCuNbCrSiB多层膜，在频率1～40MHz下研究了薄膜宽度对多层膜的纵向和横向巨磁阻抗效应的影响。结果表明，三明治结构多层膜的巨磁阻抗效应随薄膜宽度的变化具有显著的影响，当FeCuNbCrSiB层、Cu层宽度分别取1．6rflrn、O．8rflrn时，GMI％达到最大值一21．22645％。     

Effect of Nanocrystallization on Magnetic Properties and GMI Effect of Fe-rich Microwires

We studied the giant magnetoimpedance (GMI) effect and magnetic properties of Finemet-type FeCuNbSiB microwires. We observed that the GMI effect and magnetic softness of glass-coated microwires produced by the Taylor–Ulitovski technique can be tailored by controlling the magnetoelastic anisotropy of as-prepared FeCuNbSiB microwires, and can also be considerably improved either by heat treatment and/or choosing the suitable fabrication conditions. We observed a considerable magnetic softening of the microwires after the appropriate annealing. This magnetic softening correlates with the devitrification of amorphous samples. Amorphous Fe-rich microwires exhibited a low GMI effect (GMI ratio below 5%). A considerable enhancement of the GMI effect (GMI ratio up to 100%) has been observed in heat-treated microwires with nanocrystalline structure.     

FeCuNbCrSiB薄膜的制备及其巨磁阻抗效应研究

采用磁控溅射方法,在玻璃基片上制备了非晶的Fe73.5Cu1Nb3Cr0.5Si13B9薄膜及三明治结构M/C/M(M为Fe73.5Cu1Nb3Cr0.5Si13B9;C为Cu)的多层膜。在频率(1~40)MHz下,研究了薄膜材料的巨磁阻抗(GMI)效应随外加磁场的变化关系。结果表明:单层膜的GMI效应较小,只有4.4%;而三明治结构多层膜的GMI效应,比单层膜有较大幅度的提高,在5MHz、120Oe下,纵向和横向GMI效应分别达–17.4%和–20.7%。薄膜材料的纵向GMI效应随外加磁场变化呈现先增后减,而横向GMI效应随外加磁场的增加而单调递减,其变化规律与薄膜的易轴取向有很大关系。     

曲折型三明治结构FeNi/Cu/FeNi多层膜巨磁阻抗效应研究

采用微机电系统(MEMS)技术在玻璃基片上制备了曲折型三明治结构FeNi/Cu/FeNi多层膜,在电流频率1～40 MHz范围内研究了FeNi/Cu/FeNi多层膜的巨磁阻抗(GMI)效应,并分别通过改变FeNi薄膜的宽度、厚度和Cu薄膜的宽度,研究了尺寸对巨磁阻抗效应的影响,当磁场Ha施加在薄膜的纵轴时,巨磁阻抗变化...     

曲折形三层等宽FeCuNbSiB/Cu/FeCuNbSiB多层膜巨磁阻抗效应研究

采用磁控溅射方法,在玻璃基片上制备了曲折形三层等宽FeCuNbSiB/Cu/FeCuNbSiB多层膜。在1~40MHz下,研究了多层膜材料的巨磁阻抗(GMI)效应随外加磁场的变化关系。结果表明:在频率为5MHz、磁场强度为12kA/m下,横向和纵向GMI效应分别达–23.5%和–16.8%。薄膜材料的纵向、横向GMI效应随外加磁场变化呈现先增后降,而纵向表现尤为明显。