同轴电缆结构复合丝巨磁阻抗效应的研究

采用脉冲电沉积工艺在直径为200μm的铜丝表面沉积铁镍合金镀层,形成具有同轴电缆结构的巨磁阻抗复合丝材料。分别改变复合丝磁性外壳厚度与铜丝直径,研究复合丝结构对巨磁阻抗效应的影响。发现巨磁阻抗比值随磁性外壳厚度的增大及铜丝直径的增大而增大,特征频率则向低频端移动。本文还发现在外加直流磁场低于5．57kA／m时,驱动交流电幅值增大,巨磁阻抗效应增大;高于5．57kA／m时,驱动交流电幅值的大小几乎不再影响复合丝的巨磁阻抗效应。在驱动电流上叠加20mA以下的直流偏置对巨磁阻抗效应没有影响。     

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。     

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%.     

三明治结构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三明治结构FeNi/Cu/FeNi多层膜,在1～40 MHz范围内研究了FeNi/Cu/FeNi多层膜中的巨磁阻抗效应特性.当磁场Ha施加在薄膜的长方向时,巨磁阻抗效应随磁场的增加而增加,在某一磁场下达到最大值,然后随磁场的增加而下降到负的巨磁阻抗效应.在频率为5MHz时,巨磁阻抗效应在磁场Ha=800 A/m时达到最大值26.6%.巨磁阻抗效应的最大值及负的巨磁阻抗效应与多层膜中磁各向异性轴的取向及发散有关.另外,当磁场施加在薄膜的短方向时,薄膜表现出负的巨磁阻抗效应,在频率5 MHz、磁场Ha=9600 A/m时,巨磁阻抗效应可达-15.6%.     

FeSiB／Cu／FeSiB多层膜巨磁阻抗效应研究

用磁控溅射法在玻璃基片上制备了FeSiB/Cu/FeSiB多层膜,在100kHz-40MHz范围内研究了FeSiB/Cu/FeSiB多层膜中的巨磁阻抗效应特性。当磁场强度Ha施加在薄膜的长方向时,巨磁阻抗效应随磁场的增加而增加,在某一磁场下达到最大值,然后随磁场的增加而下降到负的巨磁阻抗效应。在频率为3.2MHz时,在磁场强度Ha=2400A/m时巨磁阻抗变化率达到最大值13．50％;在磁场强度Ha=9600A/m时,巨磁阻抗变化率为－9．20％。巨磁阻抗效应的最大值及负的巨磁阻抗效应与多层膜中磁各向异性轴的取向及发散有关。另外,当磁场施加在薄膜的短方向时,薄膜表现出负的巨磁阻抗效应,在频率为3．2MHz,磁场强度Ha=9600A/m时,巨磁阻抗变化率可达－12．50％。     

FeSiB/Cu/FeSiB多层膜巨磁阻抗效应研究

用磁控溅射法在玻璃基片上制备了FeSiB/Cu/FeSiB多层膜,在100kHz～40MHz范围内研究了FeSiB/Cu/FeSiB多层膜中的巨磁阻抗效应特性.当磁场强度Ha施加在薄膜的长方向时,巨磁阻抗效应随磁场的增加而增加,在某一磁场下达到最大值,然后随磁场的增加而下降到负的巨磁阻抗效应.在频率为3.2MHz时,在磁场强度Ha=2400A/m时巨磁阻抗变化率达到最大值13.50%;在磁场强度Ha=9600A/m时,巨磁阻抗变化率为-9.20%.巨磁阻抗效应的最大值及负的巨磁阻抗效应与多层膜中磁各向异性轴的取向及发散有关.另外,当磁场施加在薄膜的短方向时,薄膜表现出负的巨磁阻抗效应,在频率为3.2MHz,磁场强度Ha=9600A/m时,巨磁阻抗变化率可达-12.50%.     

薄膜厚度对多层膜巨磁阻抗效应的影响研究

采用磁控溅射方法在玻璃基片上制备了FeSiB／Cu／FeSiB多层膜,在100kHz～40MHz范围内研究了FeSiB薄膜厚度对FeSiB／Cu／FeSiB多层膜巨磁阻抗效应的影响。当磁场施加在薄膜的纵向时,巨磁阻抗效应随磁场的增加而增加,在某一磁场下达到最大值,然后随磁场的增加而下降到负的巨磁阻抗效应。当FeSiB薄膜的厚度为1．8μm时,在频率3．2MHz、磁场2．4kA／m时,多层膜巨磁阻抗效应达最大值13．5％;在磁场为9．6kA／m时,巨磁阻抗效应为-9．2％。然而,当FeSiB薄膜的厚度为1μm时,多层膜的巨磁阻抗效应在频率40MHz、磁场1．6kA／m时达最大值5．8％。另外,当磁场施加在薄膜的横向时,薄膜表现出负的巨磁阻抗效应。对于膜厚为1．8μm的FeSiB薄膜,在频率5．2MHz、磁场9．6kA／m时,巨磁阻抗效应为-12％。可见巨磁阻抗效应的最大值及负的巨磁阻抗效应与多层膜中磁各向异性轴的取向及FeSiB薄膜的厚度有关。     

Co—Fe—Si—B非晶丝的巨磁阻抗效应研究

用旋转水中纺丝法制成几种不同直径的（Ｃｏ０．９４Ｆｅ０．０６）７２．５Ｓｉ１２．５Ｂ１５非晶丝,对丝进行张力退火后,测试了非晶丝热处理前后的磁阻抗性能。结果表明制成的非晶丝具有明显的巨磁阻抗效应,且巨磁阻抗效应随电流频率不同而表现出正磁阻抗和负磁阻抗两种规律。张力退火对正磁阻抗效应有明显改善,而且对直径小的试样,阻抗对轴向外磁场变化的灵敏度更高。实验得到的最大灵敏度为１２４％／Ｏｅ。     

巨磁阻抗增强效应及其应用

结合实验室工作,介绍近年来GMI增强效应研究的最新结果以及理论解释,并对其应用做简单介绍。取得的主要进展有:在基础研究方面,不仅在Co基非晶材料和多种磁晶各向异性常数K小、磁致伸缩常数λ_s小的均质和异质软磁材料中观察到GMI效应,而且对均质材料的GMI机理也进行了深入研究,认为其在不同频率涉及到电感效应、趋肤效应和铁磁共振效应等,利用等效电路方法也分析了均质材料的磁参数和阻抗关系;在应用研究方面,GMI效应在高灵敏度磁传感器、磁记录读头、磁编码器、生物传感器、汽车自动导向以及薄钢板无损检测等诸多领域已取得突破,并朝着器件小型化和集成化方向发展。近年来,科学家们还对复合材料巨磁阻抗效应进行了深入的研究。三明治薄膜和复合结构丝的巨磁阻抗效应相对于单质材料表现出两个明显的特点,一是巨磁阻抗效应显著增强,另外就是起始和最佳频率向低频移动。在复合材料中,在铁磁层和导电层中间再加适当厚度绝缘层,则其GMI效应会进一步增强。最近还发现利用材料的LC共振和磁机械振动可以大大增强GMI效应,并可以根据应用调解使用频率。     

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.