TbDyFe薄膜对三明治膜巨磁阻抗效应的影响

将600℃退火后的超磁致伸缩材料(Tb0.27Dy_0.73)_0.3Fe_0.7薄膜作为Ni_80.2Fe_14.1Si_0.2Mn_0.4Mo_5.1三明治膜的基底，制备出四层膜.结果表明：附加的磁致伸缩并没有减小材料的巨磁阻抗(GMI)效应，而由于磁场下磁致伸缩材料的应力效应影响了三明治膜中的各向异性场，使三明治膜的GMI效应增大了4倍.再将制备态的四层膜在280℃下真空退火，退火态四层膜也增大了三明治膜的GMI效应，但可能由于磁致伸缩向磁性层中的扩散，其GMI效应相对于制备态四层膜则有所降低. 关键词： 巨磁阻抗(GMI)效应 三明治膜 TbDyFe薄膜 各向异性场     

三明治结构与同轴电缆结构磁性材料巨磁阻抗效应的理论研究

根据两种具有巨磁阻抗（GMI）效应的磁性材料实验样品，提出了两种理论模型（同轴电缆结构——Cu丝外覆软磁材料的圆柱形；三明治结构——Cu或Ag为中间层外包软磁层的三明治膜），利用Maxwell方程和Landau_Lifshitz方程对其GMI效应的机理进行了理论研究.证明了两种模型的差别仅仅是形状因子的不同，从而由理论上证实了两种结构GMI效应增强的内在一致性.证实了在同种磁性材料情况下，双层结构具有结构方面的优越性.并对照实验数据讨论了参数的影响，得到与实验定性相符的结果. 关键词： 巨磁阻抗效应 三明治膜 Maxwell方程 Landau_Lifshit     

外磁场与带轴夹角对非晶FeSiB/Cu/FeSiB三明治薄带巨磁阻抗特性的影响

采用层间胶合方法制备了淬态非晶FeSiB/Cu/FeSiB三明治薄带,研究了同尺寸单层薄带和三明治薄带的巨磁阻抗(giant magneto-impedance, GMI)随外磁场与带轴夹角β的变化特性.结果表明,FeSiB单层薄带在7.0 MHz最佳响应频率下,GMI仅约30%,外磁场与带轴夹角对单层薄带GMI几乎没有影响;三明治薄带的GMI效应则十分显著,在0.6 MHz最佳响应频率下,纵、横向GMI比分别达到272%和464%, GMI随β的增大而增强;所有β角的三明治薄带GMI曲线都出现各向异性峰,各向异性峰随β的增大而展宽.根据磁畴转动模型推导了薄带横向磁导率与各向异性场及β之间的函数关系式.结果显示,三明治薄带GMI随夹角β变化的特性与理论推算的横向磁导率变化有较好的一致性,而单层薄带则不然.该磁畴转动模型能定性解释三明治薄带GMI随外磁场方向变化特性.     

各向异性场对非晶态合金应力阻抗效应的影响

在非晶态合金材料中引入应力感生各向异性场及磁各向异性场,根据Maxwell方程组及带Gilbert项的Landau-Lifshitz方程,得到了能揭示非晶态合金材料应力阻抗效应的理论,理论结果可定性地解释实验结果. 对不同各向异性场参数下的应力阻抗效应进行了大量计算,获得了一些对理论和应用具有一定参考价值的结论. 关键词： 应力阻抗效应 应力感生各向异性 横向有效磁导率 非晶态合金     

非晶态合金薄带与膜的巨磁电阻抗效应理论及计算

通过建立具有平面近横向各向异性场的非晶态合金薄带及膜的磁畴结构模型，利用线性化Maxwell方程组及Landau-Lifshitz方程，推出了在高频交变磁场及外加面内轴向直流磁场H_ex作用下的铁磁材料的与取向相关的磁导率表达式，得到了对方位角平均的相对磁导率及阻抗的计算式，导出了磁导率与张量磁化率分量间的关系，对材料磁导率的实部及虚部随H_ex的变化进行了计算，并给出了对应的磁谱图.建立的磁导率与外磁场的理论关系可将Panina及Kraus给出的理论结果统一起来. 关键词： 非晶态合金薄带及膜 取向相关磁导率 GMI效应理论与计算 近横向各向异性场     

FeCuCrVSiB多层膜巨磁阻抗效应的研究

研究了结构为 (FM/SiO₂)₃/Ag/(SiO₂/FM)₃ 多层膜的巨磁阻抗(GMI)效应（这里的F M≡FeCuCrVSiB）．多层膜采用射频溅射法沉积在单晶Si衬底上，沉积过程中，沿膜面长方 向施加约72kA/m的磁场，然后在不同的温度下对样品进行了退火处理．结果表明，该多层膜 样品即使在沉积态便具有相当好的软磁性能和GMI效应，在7MHz的频率下，最大纵向和横向 巨磁阻抗比分别为45%和44%．在230℃下经90min退火处理后的样品具有最佳的GMI效应，在85MHz的频率下，最大纵向和横向巨磁阻抗比分别达到251%和277%．与磁性层总厚度相同的FeCuCrVSiB/Ag/FeCuCrVSiB三层膜相比较，在这种多层结构中出现的GMI效应更强． 关键词： 多层膜 巨磁阻抗效应 趋肤效应 有效磁导率     

电沉积复合丝及其巨磁阻抗效应的研究

采用脉冲电沉积工艺在Cu丝上沉积Fe Ni合金镀层 ,成功地制备出巨磁阻抗效应 (GMI)复合丝材料 ,研究了复合丝的磁性能和巨磁阻抗效应 .复合丝外壳磁性镀层软磁性越好 ,巨磁阻抗效应越明显 ,制备的复合丝最高巨磁阻抗效应为 2 7.19% .研究了复合丝阻抗与巨磁阻抗比值GMI随外加磁场的变化 ,其变化曲线的形状受复合丝磁各向异性场的影响 .此外 ,还研究了复合丝巨磁阻抗效应与驱动交变电流频率的关系 ,复合丝Fe17Ni83 样品巨磁阻抗效应的临界频率为 30kHz(GMI为 9.95 % ) ,特征频率为 30 0kHz(GMI为 2 7.19% ) ,截止频率为 10MHz (GMI为 10 .36 % ) .如此低的临界频率和特征频率及较宽的频率段对于实际应用非常有利 .     

磁环中非晶丝的阻抗效应分析

依据Landau-Lifshitz阻尼项和Gilbert阻尼项的磁矩转动方程,提出统一形式的磁化率张量表达式.基于等效磁导率将非晶丝中各向异性的电磁场求解问题转化为等效的各向同性问题,进而分析了套在绝缘磁环或导电磁环中非晶丝的阻抗.采用基于有限元的数值方法仿真磁环中非晶丝的阻抗,仿真结果验证了理论分析结论.理论分析和仿真实验均表明,外磁体的附加阻抗将严重降低阻抗变化率,破坏巨磁阻抗特性.为此,提出采用回路形式降低附加阻抗的方法,并基于仿真实验验证了该方法的有效性. 关键词： 巨磁阻抗效应 非晶材料 Maxwell方程 有限元     

横向偏置场作用的非晶带巨磁阻抗效应理论

采用多畴结构模型,考虑非晶带具有180°畴壁的磁畴及其两面的偏置磁场方向的不同,根据自由能最小原理,Maxwell方程组及带阻尼项的Landau-Lifshitz方程,建立了非晶态合金带在横向偏置磁场作用下的巨磁阻抗效应的理论计算公式. 提出并采用四状态平均磁导率代替单畴模型获得的磁导率,得到了更符合实际的处于偏置场作用的阻抗随外磁场变化的理论结果. 关键词： 偏置磁场 四状态 多畴结构 巨磁阻抗     

FeCuNbSiB单层膜和三明治膜的磁特性与巨磁阻抗效应

用射频溅射法制备了Fe_73.5Cu₁Nb₃Si_13.5B₉单层膜和 Cu或Ag作为中间层的三明治膜.溅态膜为非晶态结构.磁畴观察结果表明,单层膜在380℃退火后,呈现均匀磁化的纳米晶结构,该样品软磁特性最佳,其巨磁阻抗效应最大,在13MHz,最大磁阻抗比纵向为18％,横向为14％.溅态三明治膜具有较大的巨磁阻抗效应,在13MHz,Cu夹层三明治膜的最大磁阻抗比纵向为32％,横向为11％,Ag夹层三明治膜的最大磁阻抗比纵向为47％,横向为57％.Cu夹层三明治膜经250℃退火后,在低频下表现为巨磁电感效应,在100kHz,最大磁电感比为1733％. 关键词：     

Giant magnetoimpedance effect in sputtered single layered NiFe film and meander NiFe/Cu/NiFe film

Giant magnetoimpedance (GMI) effect on NiFe thin film is very promising due to its application in developing the magnetic field sensors with highly sensitivity and low cost. In this paper, the single layered NiFe thin film and NiFe/Cu/NiFe thin film with a meander structure are prepared by the MEMS technology. The influences of sputtering parameters, film structure and conductor layer width on GMI effect in NiFe single layer and meander NiFe/Cu/NiFe film are investigated. Maximum of the GMI ratio in single layer and sandwich film is 5% and 64%, respectively. The results obtained are useful for developing the high-performance magnetic sensors based on NiFe thin film.     

Finite element method calculations of GMI in thin films and sandwiched structures: Size and edge effects

The impedance values of magnetic thin films and magnetic/conductor/magnetic sandwiched structures with different widths are computed using the finite element method (FEM). The giant magneto-impedance (GMI) is calculated from the difference of the impedance values obtained with high and low permeability of the magnetic material. The results depend considerably on the width of the sample, demonstrating that edge effects are decisive for the GMI performance. It is shown that, besides the usual skin effect that is responsible for GMI, an “unexpected” increase of the current density takes place at the lateral edge of the sample. In magnetic thin films this effect is dominant when the permeability is low. In the trilayers, it is combined with the lack of shielding of the central conductor at the edge. The resulting effects on GMI are shown to be large for both kinds of samples. The conclusions of this study are of great importance for the successful design of miniaturized GMI devices.     

介观结构对纳米晶软磁合金巨磁阻抗效应影响的理论分析

根据用原子力显微镜对Fe基纳米晶Fe_73.5Cu₁Nb₃Si_13.5B₉合金薄带的介观结构和巨磁阻抗效应的实验研究结果，提出了纳米晶软磁合金巨磁阻抗效应受其介观结构影响的理论模型.该模型成功地解释了低频对纳米晶软磁合金巨磁阻抗效应的影响，反映了现有“三明治”理论的主要特征，并弥补了它的不足；同时指出了纳米晶粒电导率σ、磁导率μ对合金巨磁阻抗效应有影响. 关键词： 铁基纳米晶合金 介观结构 巨磁阻抗效应 介观模型     

FeCuCrVSiB单层和多层膜的横向巨磁阻抗效应

用射频溅射法制备了Fe_71.5Cu₁Cr_2.5V₄Si₁₂B₉单层膜和结构为(F/S)₃/M/(F/S)₃的多层膜，在制备过程中加72kA/m的纵向磁场.研究表明在制备过程中加磁场明显改善了材料的软磁性能，降低了材料的矫顽力.将样品经不同温度退火热处理后，发现经230℃退火1.5h的单层膜和多层膜具有最佳的软磁性能和最大的磁阻抗效应，单层膜最大横向磁阻抗比为37.5%，多层膜最大横向磁阻抗比高达277%.通过比较单层和多层膜磁阻抗效应随频率和磁场的变化，发现多层膜具有较低的磁阻抗效应的临界频率和峰值特征频率，和较大的磁阻抗变化率，而且有较低的横向磁阻抗效应的饱和场. 关键词： 铁基合金 多层膜 巨磁阻抗效应     

Three-dimensional noncollinear antiferromagnetic order in single-crystalline FeMn ultrathin films

We present experimental evidence for a three-dimensional noncollinear antiferromagnetic spin structure in ultrathin single-crystalline fcc Fe50Mn50 layers using magnetic circular dichroism photoelectron emission microscopy and x-ray magnetic linear dichroism. Layer-resolved as-grown domain images of epitaxial trilayers grown on Cu(001) in which FeMn is sandwiched between ferromagnetic layers with different easy axes reveal the presence of antiferromagnetic spin components in the film plane and normal to the film plane. An FeMn spin structure with no collinear order in the film plane is consistent with the absence of x-ray magnetic linear dichroism in Fe L3 absorption in FeMn/Co bilayers.