FeZrBCu射频溅射薄膜磁导率和巨磁阻抗效应的研究

采用射频溅射法在单晶硅衬底上制备了（Fe0.88Zr0.07B0.05）97Cu3薄膜样品。X射线衍射结果表明，未经任何后期处理的沉积态薄膜为非晶态结构。在5kHz～13MHz频率范围内，着重研究了沉积态样品的有效磁导率和巨磁阻抗（GMI）效应的变化特性。研究结果表明，样品具有极好的软磁性能和GMI效应，其矫顽力仅为58A／m，饱和磁化强度约为1．15×106A／m，在13MHz的频率下最大巨磁阻抗比达到17％。并发现有效磁导率比随外磁场的变化，在各向异性场仇。0．4kA／m处出现了峰值，GMI效应也在此磁场的位置处出现峰值。这表明GMI效应与磁场诱导的有效磁导率的变化紧密关联。     

熔体抽拉非晶微丝长度对巨磁阻抗的影响

研究了不同频率下非晶丝长度对巨磁阻抗(GMI)的影响规律和机制。低频下(<1MHz),由于边界效应对有效磁场的影响使得GMI效应随非晶丝长度减小而逐渐减小,1MHz时,随样品长度由20mm减小到4mm,其最大阻抗变化率ΔZ/Z由8.07%减小到1.03%;频率升高,由于趋肤效应和磁化机制的改变,而电阻随长度减小而减小利于获得大的环向磁导率,边界效应和电阻降低的共同影响下,存在一个最佳长度时,环向磁导率变化剧烈,GMI效应最强,结果表明直径34μm的熔体抽拉Co基非晶丝长度为7mm左右时,GMI效应最敏感,8MHz时最大ΔZ/Z达到86.1%。这一结果将为不同频率下MI传感器制备时样品长度选择提供参考。     

FeCuNbSiB多层膜的磁化特性与巨磁阻抗效应

用射频磁控溅射法制备了FeCuNbSiB多层膜，制备态样品的GMI效应在驱动电流频率为12MHz时达到最大，为44．3％。利用复数磁导率和等效电路讨论了该多层膜的磁化过程，及与GMI效应的关系。外加直流磁场抑制磁畴运动，在等效电路中与抵消并联电路相关。样品磁化的特征弛豫频率在12MHz左右，与出现最大磁阻抗变化的频率接近。     

非晶CoFeSiBMo合金微带磁性能及在MI磁敏感元件中的应用

采用单辊快淬法制备(Co0.942Fe0.058)71-x Si6.4B22.6Mox(x=0~5)非晶微带。合金微带的玻璃转化温度(Tg)随着Mo含量的增加由805K单调升高至832K;Mo含量为x=5时,过冷液相区ΔTx达最大值,表明添加Mo提高了该体系合金的非晶形成能力。饱和磁化强度(Ms)随Mo含量的增加而减小,但在Mo元素含量x=2时,矫顽力(Hc)值最小,有效磁导率(μe)最大。磁学性能测试结果显示,与常规热处理相比,磁场热处理对微带软磁性能改善更加明显。经过纵向磁场热处理,(Co0.942Fe0.058)69Si6.4B22.6Mo2非晶微带饱和磁化强度和有效磁导率分别达到80.99A·m2/kg和12 510,与制备态相比,分别增加40.15%和65.52%;而矫顽力为0.64A/m,减小48.39%。在驱动频率为43kHz时,以(Co0.942Fe0.058)69Si6.4B22.6Mo2为磁芯的MI磁敏感元件,对磁场灵敏度最大为136%/(A·m-1),对弱磁场响应灵敏。     

电流退火对CoFeSiB非晶丝和薄带的巨磁阻抗效应比较

采用熔融抽拉法和单辊急冷法分别制备了Co68.25Fe4.5Si12.25B15非晶丝和薄带。测量了制备态下两者的巨磁阻抗(GMI)效应,发现非晶丝的GMI比率高于薄带。研究了不同电流密度退火后非晶丝和薄带的GMI效应,结果发现ΔΖ/Ζ=[Z(H)-Z(H=0)]/Z(H=0)都明显上升,且非晶薄带数值更大;当电流密度等于0.96×107A/m2时,薄带的这一比率最大达到410%,磁场灵敏度达到5.1%/(A/m)。分析了出现上述现象的原因。     

GMI磁传感器的灵敏度和噪声研究现状

基于软磁非晶材料巨磁阻抗(giant magneto impedance,GMI)效应的传感器是近年来磁传感器领域的研究热点之一。GMI磁传感器具有微型化、高灵敏度、快速响应、高温度稳定性和低功耗等特点,在微弱磁场检测方面,具有广阔的应用前景。而高灵敏度与低噪音对GMI传感器尤为重要。然而,由于GMI效应及应用是近十几年刚刚发展起来的新领域,人们更多的关注GMI效应的基础理论研究,而GMI传感器相关理论研究相对较少。基于此,一方面介绍了GMI磁传感器灵敏度和噪声的国内外研究现状,同时介绍了GMI传感器的应用情况。     

不同退火过程对FeZrBCu软磁合金薄膜巨磁阻抗效应的影响

用射频溅射法制备了(Fe88Zr7B5)0.96Cu0.04非晶软磁合金薄膜.研究了不同退火条件对其巨磁阻抗(GMI)效应的影响.该样品在自然退火和电流退火热处理后,纵向GMI比下降,并随退火电流的增加而增加,在电流为800mA时达到最大值17%,磁场灵敏度相对于未退火样品的4%(kA/m)-1有所提高,达到7%(kA/m)-1.(Fe88Zr7B5)0.96Cu0.04薄膜经不同温度下纵向磁场退火处理后,样品的纵向和横向GMI比均有所提高,在250℃获得最大的GMI比,13MHz时,最大纵向磁阻抗比达到17.5%,表现为单峰;横向磁阻抗比曲线变为双峰结构,在±0.4kA/m的磁场下,出现峰值为17.8%。     

FeCoB-Al2O3软磁颗粒膜磁特性研究

采用射频磁控倾斜共溅射制备了一系列的(Fe40Co40B20)1-x(Al2O3)x软磁颗粒膜。分别研究了基片转速及溅射气压对FeCoB–Al2O3薄膜微波磁特性影响。并通过改变FeCoB靶以及Al2O3靶的溅射功率进一步调控了软磁颗粒膜的磁特性和电阻率。研究结果表明在基片转速为60 r/min,溅射气压为0.2 Pa,FeCoB靶的溅射功率为250 W,Al2O3靶的溅射功率为100 W时,获得的FeCoB-Al2O3软磁颗粒膜具备了优良的软磁特性、微波磁特性和较高的电阻率。薄膜的饱和磁化强度为1.73 T,易轴难轴矫顽力均小于80 A/m,电阻率为126.75μΩ·cm,共振频率高达2.22 GHz,磁导率实部在2 GHz仍大于400。     

淬态FeNiCrSiB薄带的磁特性和纵向巨磁阻抗效应

采用单辊快淬法制备了(Fe50Ni50)77.5Cr0.5Si11B11合金薄带,测试了淬态薄带样品的微结构、静磁性能、磁导率和磁阻抗。研究结果表明,未经热处理的淬态(Fe50Ni50)77.5Cr0.5Si11B11合金薄带便具有良好的软磁性能和显著的巨磁阻抗效应,在7MHz频率下,纵向最大阻抗比达到31%。同时分析了几个典型频率下的纵向磁阻抗比、电阻比、电抗比和有效磁导率比随外磁场的变化行为,发现薄带样品的电抗比和有效磁导率比之间存在密切联系。由于内部结构的不均匀性,使得样品的横向各向异性场随驱动电流频率增大向高场方向移动。     

用Co部分置换Fe对Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金高频磁性的影响

研究了(Fe100-xCox)73 5Cu1Nb3Si13.5B9(x=0、50)纳米晶软磁合金的高频磁特性.结果表明,用Co部分置换Fe后,仍可形成纳米晶结构,并且可以显著提高合金的高频特性.与典型的Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶软磁合金相比,其复数磁导率实部μ略有下降,但表征损耗的复数磁导率虚部μ"却大幅度降低,从而可显著提高软磁材料的截止使用频率fr及品质因数Q,本文初步探讨了在Fe73 5Cu1Nb3Si13.5B9合金基础上,用Co置换Fe而使高频特性得到改善的机理.     

巨磁阻抗传感器敏感材料的选择

利用巨磁阻抗(GMI)效应来研制传感器,敏感材料的选择非常关键,其GMI性能的好坏直接决定了GMI磁传感器的灵敏度水平.讨论了GMI材料的选择标准,列出了能够产生GMI效应的各种材料,并分析和评述了这些GMI材料的软磁特性、GMI效应及其在传感器上的可能应用,提供了设计高性能GMI传感器的候选材料,这些材料以及新型材料的开发为GMl传感器的研制创造了有利的条件,将会促进GMI传感器的发展与应用.     

电流对Ni80Fe20/Cu复合结构丝磁性能的影响

利用磁控溅射方法制备了Ni80Fe20/Cu复合结构丝,过程中给基底Cu丝施加电流,研究了电流对复合结构丝的形貌、磁结构及磁阻抗(Magnetoimpedance,MI)的影响。实验结果表明,施加电流后样品表面形貌趋于平整致密。适当的诱导电流大小和时间能够诱导磁性层产生环向磁结构,降低其等效各向异性场,进而提高样品的MI效应。溅射时间为40min,电流大小为125mA、通电时间30min时,样品的磁阻抗效应最明显。当诱导电流继续增大或电流时间进一步增加时,铁磁层磁结构转为纵向,矫顽力相应增加,阻抗效应降低。利用电流的热效应和磁效应对实验结果进行了有益的分析和讨论。     

夹心结构FeNi/Cu/FeNi多层膜巨磁阻抗效应研究

采用MEMS技术在玻璃基片上制备了夹心结构FeNi/Cu/FeNi多层膜,并在1～40MHz范围内研究了它的巨磁阻抗效应.纵向巨磁阻抗效应先随着外加磁场的增大而迅速增加,在某一磁场下达到最大值后随磁场的增加而逐渐减小.在频率为5MHz时,Hext为0.8kA/m时巨磁阻抗效应最大值达到32.06%.另外,夹心结构多层膜表现出较大的负巨磁阻抗效应,在频率5MHz,Hext=9.6kA/m时,负最大巨磁阻抗效应可达-24.50%.     

La0.6Sr0.15Na0.1□0.15MnO3+xAgNO3复合体系的结构、磁性及磁电阻的温度稳定性研究

采用固相反应法制备了La0.6Sr0.15Na0.1□0.15MnO3+xAgNO3(x=0.08、0.16、1.00,x为物质的量比,□代表空位)系列复合材料样品,对复合样品的相结构、磁性质及其磁电阻效应进行了研究。通过相结构的研究发现:复合样品近似呈现La0.6Sr0.15Na0.1□0.15MnO3/Ag/Mn3O4的特殊复合结构。通过对磁电阻的研究发现:复合样品不同程度地提高了母体样品的MR峰值,降低了峰值温度,使其更接近室温。在204～280K的温度范围内和1.8T外磁场作用下,当x=0.08时,MR保持在(4.70±0.25)%;x=0.16时,MR保持在(7.20±0.28)%。所以,复合样品较之母体样品,磁电阻的温度稳定性有了很大提高。     

纳米晶FeCuNbSiB多层膜的巨磁阻抗效应研究

研究了纳米晶态下Fe73.5Cu1Nb3Si13.5 B9多层膜的巨磁阻抗(GMI)效应。研究结果表明纵向巨磁阻抗(LMI)效应在3MHz时取得最大值为44％,横向巨磁阻抗(TMI)效应在6MHz时取得最大值为46％。LMI与TMI随外磁场有不同的变化行为,TMI曲线具有阁值行为,超过阈值磁场后出现明显的磁阻抗效应。晶化后出现最大值阻抗效应所对应的频率下降,由非晶态下的13MHz下降为晶化后的3MHz。薄膜样品的磁阻抗效应与样品中磁矩的空间分布密切相关．磁矩垂直面向分布时。磁阻抗效应下降为5％     

xFe-Al2O3颗粒薄膜的XRD分析和GMR效应

对rf溅射法制备的xFe-Al2O3颗粒薄膜,应用X射线衍射仪(XRD)进行了测试和分析,推算了不同样品中Fe粒子的大小和元素面积比.并使用4探针外加磁场法对薄膜的巨磁阻效应进行了分析和讨论.当Fe面积比约为25%时,样品的磁电阻率在1.5T磁场下可达-2.3%.     

高磷含量CoP-Cu复合丝巨磁阻抗效应的频谱特性

控制电化学工艺条件在直径为200μm的铜丝表面合成CoP磁性镀层成功地制备出高磷含量CoP—Cu复合丝巨磁阻抗效应材料。当磷含量为20%（原子分数）时,复合丝巨磁阻抗效应非常显著,达80%以上。本文详细研究了复合丝材料的频谱及巨磁阻抗效应频谱,指出复合丝巨磁阻抗具有较低的特征频率及较宽的频率使用范围与此新型结构有关,本文还发现,随频率的增加,最大负巨磁阻抗比对应的外加直流磁场也在增加,并且在高频与低频时,巨磁阻抗效应随磁场的响应曲线明显不同。     

玻璃包覆钴基非晶丝巨磁阻抗效应(英文)

本文讨论了长度对玻璃包覆钴基非晶丝巨磁阻抗效应的影响.通过测量不同频率下(0.1～1MHz)以及不同长度样品的巨磁阻抗效应,结果表明,长度对玻璃包覆钴基非晶丝巨磁阻抗效应有显著影响.通过计算样品的环向磁导率,发现样品的磁畴结构和饱和磁化后的退磁场影响着环向磁导率变化大小.没有加入恒定磁场时,特殊的磁畴结构决定了不同长度样品的环向磁导率近似相等.饱和磁化后,较长的样品的环向磁导率较小,其环向磁导率的变化较大,从而导致相应的巨磁阻抗效应增强.     

驱动电流对复合结构丝GMI效应的影响

通过化学镀方法在直径为90μm的铜丝上制备了NiCoP/Cu复合结构丝,研究了驱动电流幅值和频率对复合丝的巨磁阻抗效应和磁场灵敏度的影响.研究发现驱动电流幅值增加时能显著增强复合丝巨磁阻抗效应和增加磁场灵敏度.电流大小和频率会改变GMI曲线峰值对应磁场Hp.结果可以用磁化过程和非线性效应来解释.     

放电等离子烧结Gd/Gd5Si2Ge2复合材料磁热效应研究

以高纯钆和Gd5Si2Ge2合金为原料,采用放电等离子烧结技术制备了两组元Gdx(Gd5Si2Ge2)1-x(x=0,0.33,0.5,0.7,1)层状复合磁制冷材料.通过自制的磁热效应测量仪器直接测量了复合材料在外加磁场1.5 T下的磁热效应(ΔTad).随着复合比例的变化,材料的最大绝热温变(ΔTad)从x=0.3时的1.6 K增加到x=0.7时的2.0 K,而最大绝热温变峰的位置从286K变到了293 K.同时,与单组元的Gd5Si2Ge2合金相比,随着钆的含量增加时,复合材料的最大绝热温变峰变宽.当x=0.7时,层状复合磁制冷材料在外加磁场1.5 T下的最大绝热温变(ΔT)在260-310K范围里从1.1 K变到2.0 K,这种材料非常适合作为室温磁制冷材料.