巨磁阻效应实验数据处理

阐述了巨磁电阻效应实验原理,测量了不同外磁场和工作电压下巨磁阻传感器输出电压的变化,研究了巨磁阻传感器输出电压与偏离角度关系,对原线圈轴线上某点磁场随电流的变化进行了测量,把实验值与理论值进行比较,发现误差较小。     

多层膜巨磁电阻特性及电流最佳测量

测量了不同方向外磁场和温度下多层膜巨磁电阻的磁阻特性,给出了巨磁电阻模拟传感器用于电流测量的最佳磁偏置.结果表明:外磁场强度相同但方向不同,对巨磁电阻的作用效果不同,巨磁电阻饱和时,阻值与外磁场方向无关.温度不同,巨磁电阻的阻值不同,磁电阻变化率也有改变.     

巨磁电阻特性的研究及其在物理实验教学上的应用

阐述了巨磁电阻效应的机理,利用AA002系列巨磁电阻(GMR)器件测量了单个巨磁电阻的阻值与磁场磁感应强度的关系以及AA002系列巨磁电阻(GMR)器件的输出电压与外磁场的关系,研究了巨磁电阻效应的特性,并设计了巨磁电阻器件在物理实验教学中的实用性比较广泛的系列实验.     

演示小位移传感器的装置制作

本文介绍了半导体材料的霍尔效应及磁阻效应,讨论了霍尔磁阻元件的特性,提出位移传感器的工作原理、结构设计,并详细说明安装和调试过程.演示装置结构简单、物理概念清晰、易于操作.它将磁场的变化无接触转化为材料的电阻变化,从而把与磁场变化相联的位移形式转化为电信号输出,形成位移传感器.由实验数据和图示曲线表明:测量桥路输出电压随磁钢和霍尔片之间的距离变化而变化;另外,测量桥路的测量灵敏度随工作电流IC增加而提高.通过本装置可以对霍尔磁阻效应、一种小位移测量传感器原理和方法进行演示和探究.在课堂教学、课程设计等场合,直观显示霍尔元件的各种效应和技术应用,有着良好的教学效果.     

利用巨磁阻效应测量地磁场水平分量

将四个巨磁效应电阻连成单臂电桥制成传感器,使之固定于亥姆霍兹线圈中心,改变线圈上的励磁电流强度使电桥阻值发生变化,获得电桥输出电压与亥姆霍兹线圈磁感强度的线性关系。在测量系统工作状态下,使测量系统沿水平方向旋转,即改变线圈磁场与地磁场水平分量间的夹角,可观测到传感器输出电压发生变化从而测量地磁场水平分量的值。     

磁性层状结构巨磁阻的解析理论

最近实验观察到(Fe/Cr)等铁磁-非磁层状材料的铁磁层之间存在反铁磁耦合和具有引人注目的巨磁阻效应。本文运用对称性和界面和表面的边界条件,解析求解半经典的玻耳兹曼输运方程,获得了巨磁阻的解析表达式代替了常用的数值计算工作。我们的理论结果能重现巨磁阻的主要实验特征,包括巨磁阻随外磁场变化的关系和与温度变化的关系。进而我们对磁阻的多层效应(巨磁阻随多层基元数目增加而增大)做了理论解析处理工作和进行解释,考虑的机理是自旋有关的界面粗糙度的增加和有效表面散射的减小。理论结果与(Fe/Cr)_n/Fe多层材料的实验数据很好符合。     

奇妙的巨磁阻及其高技术应用

 很多金属材料具有磁阻,它们的电阻随外加磁场而变化。近年来,随着一些新材料的研制,发观不少材料比已经应用材料的磁阻值增大很多,称为巨磁阻效应。同时,采用巨磁阻材料制成的传感器、磁记录、磁存储等部件的性能也有很大的提高。因此,吸引了很多研究者的极大注意。     

基于各向异性磁阻传感器灵敏度与分辨率的探讨

阐述了一种针对ZKY-CC各向异性磁阻(AMR)传感器灵敏度与分辨率的测量方法。通过改变传感器周围磁场来探究毫特斯拉计显示数值和AMR传感器电压显示值之间的关系,确定出AMR传感器在不同放大倍数下的灵敏度与分辨率,同时测定出参考的数值表。由此,使用者能够在未知放大倍数的条件下使用仪器进行磁场的测量,从而提高了AMR传感器的使用效果,保证仪器能够更好地服务于相关的科技活动。     

TMR与GMR传感器1/f噪声的研究进展

隧道结磁阻(TMR) 传感器及巨磁阻(GMR) 传感器的1/f噪声在低频段噪声功率密度较大, 是影响其低频下分辨率和灵敏度的主要噪声形式. 本文详细介绍了近年来TMR传感器及GMR传感器1/f噪声的特点、来源、理论模型、检测方法及降噪措施等方面的研究进展, 并就隧道结磁阻传感器1/f噪声的物理模型进行了详细解释. 通过纳米模拟软件Virtual NanoLab对不同MgO厚度的Fe/MgO/Fe型磁性隧道结(MTJ) 进行了隧穿概率和TMR变化率的模拟计算, 得到保守估计与乐观估计的TMR变化率, 分别为98.1%与10324.55%, 同时通过MTJ的噪声模型分析了MgO厚度对TMR传感器噪声的影响. 制备了磁屏蔽系数大于10000的磁屏蔽筒并搭建了磁阻传感器1/f噪声的测试平台, 通过测试验证了磁屏蔽系统对环境磁场具有较好的屏蔽效果, 为噪声检测提供了稳定的磁场空间. 最后分析了TMR与GMR中各种因素对传感器噪声的影响, 提出了影响MTJ传感器1/f噪声的因素及一些降噪措施.     

开环式GMR传感器电流测量实验研究

利用巨磁电阻搭建惠斯通电桥,电阻构成的平面与磁敏电阻二维膜平面平行,改变待测电流与二维膜面的距离和夹角,调整待测电流与电桥磁敏感轴的夹角,选用恰当的电桥输出电压测量仪器对GMR电流传感器的线性度进行分析,发现开环结构的GMR电流传感器的线性拟合优度在mA~A级别达0.999以上.由于GMR电流传感器对弱磁场能产生响应,环境磁场对测量结果会产生影响,实验以磁电式电表为影响源从磁滞的角度对该问题进行了分析.     

磁场下合成Fe3O4粉体的隧道磁阻

通过在半金属Fe3O4合成过程中外加磁场的方法,改变样品粒子的表面结晶状态和晶格缺陷,研究了由此引起的Fe3O4输运性质的变化.合成的Fe3O4粉体的主要导电机理均为自旋极化隧穿和高阶跃迁电导,电阻随温度升高成指数降低,电阻与电压显示了非线形相关性,磁阻与磁场的关系为蝴蝶形,是典型的隧道磁阻特征.与没有外加磁场时合成的样品比较,外加磁场合成的样品显示了更低的电阻和更高的磁阻.由于Fe3O4具有高的居里温度,引起Fe3O4粉体的磁阻随温度升高而降低缓慢.     

磁场下合成Fe3O4粉体的隧道磁阻

通过在半金属Fe₃O₄合成过程中外加磁场的方法,改变样品粒子的表面结晶状态和晶格缺陷,研究了由此引起的Fe₃O₄输运性质的变化.合成的Fe₃O₄粉体的主要导电机理均为自旋极化隧穿和高阶跃迁电导,电阻随温度升高成指数降低,电阻与电压显示了非线形相关性,磁阻与磁场的关系为蝴蝶形,是典型的隧道磁阻特征.与没有外加磁场时合成的样品比较,外加磁场合成的样品显示了更低的电阻和更高的磁阻. 关键词： 磁阻 隧穿 表面 晶格缺陷     

磁致伸缩材料磁弹性内耗的场依赖特性及其用于磁场传感研究

分析和测试了磁致伸缩材料磁弹性内耗的偏置磁场依赖特性,发现Terfenol-D的品质因数(与内耗的量值成反比)强依赖于偏置磁场.利用磁致伸缩材料磁弹性内耗强依赖于偏置磁场的特性,提出了一种静态和准静态磁场的磁传感器方法,即将磁致伸缩材料与压电变压器单元层叠构建一种复合变压器.分析表明:在谐振状态下,复合变压器的输出电压正比于其品质因数,于是复合变压器的输出电压强依赖于偏置磁场;磁致伸缩材料的ΔE效应对复合变压器输出电压的影响很小.制备Terfenol-D/PZT8复合变压器进行了实验,结果表明,在近谐振状态下,当激励输入电压振幅为0.5V时,复合变压器工作的输出电压对静态磁场的灵敏度达到～5.12mV.Oe-1.     

新型各向异性磁阻传感器在地磁场测量中的应用

地磁场非常微弱,约为10-5T量级,测量难度大、精确度低.本文探讨了新型坡莫合金各向异性磁阻传感器在地磁场测量上的应用,实验发现新型磁阻传感器在地磁场等极微弱磁场测量中具有操作简单,灵敏度高,精确性好等优点.实验除具有实际应用价值外,同时适合在高等学校大学物理基础实验中开设出相应的实验教学内容.     

磁阻传感器测量地磁场实验教学体会

简要介绍了磁阻传感器的结构和工作原理,解释了标定磁场在地磁场测量中的作用。在此基础上,进一步分析了在不同磁场下磁阻传感器管脚如何调整方向以及在地磁场测量中如何找到地磁子午面等问题,通过具体的操作使学生对磁阻传感器测量地磁场实验的理解能够更加深入。     

基于法拉第磁光效应测量空间磁场

在法拉第效应中,线偏振光通过加有外磁场的磁光介质时,其光矢量发生了旋转.光的偏振方向旋转的角度与磁场沿着光波传播方向的分量呈线性正比关系,因此通过测量旋光角度即可得到相应的磁场大小.本实验创新性地提出基于法拉第磁光效应测量空间磁场的方法,利用了半影法减小测角器的测量误差,更加精准地找到了消光位置.实验测得实验室环境中空间磁场的磁感应强度B=0.287 mT,并得到磁偏角大小为θ=7.688°.与使用磁阻传感器进行测量的数据相比,磁感应强度的相对误差为η_B=4.6%,磁偏角的相对误差为η_θ=9.8%.     

磁场下合成Fe3O4粉体的隧道磁阻

通过在半金属Fe₃O₄合成过程中外加磁场的方法，改变样品粒子的表面结晶状态和晶格缺陷，研究了由此引起的Fe₃O₄输运性质的变化.合成的Fe₃O₄粉体的主要导电机理均为自旋极化隧穿和高阶跃迁电导，电阻随温度升高成指数降低，电阻与电压显示了非线形相关性，磁阻与磁场的关系为蝴蝶形，是典型的隧道磁阻特征.与没有外加磁场时合成的样品比较，外加磁场合成的样品显示了更低的电阻和更高的磁阻.     

L12／3Ca1／3MnOz薄膜中的巨磁阻效应

采用直流磁控溅射法在ＺｒＯ２衬底上首次成功地制备了Ｌａ２／３Ｃａ１／３ＭｎＯｚ薄膜，Ｘ－射线衍射结果表明该膜具有良好的择优取向，并首次观察到十分明显的巨磁阻效应，在６个特斯拉磁场下，室温时的磁阻比为６％，而７８度Ｋ时竟高达２５００％，中还对磁阻比的磁场关系作了简单的讨论     

高斯法测量地磁场水平分量的改进

本文对高斯法测量微弱磁场的不足之处进行了分析和实验改进,提高了实验准确度,并与磁阻传感器法测地磁场水平分量进行比较.     

高斯噪声和弱正弦信号驱动的时间差型磁通门传感器

提出了一种利用高斯噪声和弱正弦信号共同驱动的新型时间差型磁通门传感器.根据软磁材料双稳态特性及其Fokker-Planck方程推导了跃迁率的表达式.利用数值仿真的方法,研究了跃迁率和外磁场、激励磁场、噪声强度之间的关系.通过将周期变化的跃迁率信号转换为方波信号,建立了方波高低电平时间差与外磁场之间的关系,并推导了传感器灵敏度的表达式.研究表明,在一定的偏置磁场下,传感器灵敏度与激励磁场的幅值以及频率成反比,量程和激励磁场的幅值成正比.对所设计±10.7A/m量程的传感器样机进行了测试,传感器最小灵敏度为9.8696 ms/(A/m),可用于准静态微弱磁场的检测.