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 .     

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     

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     

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.     

交流电流对铁基纳米晶丝巨磁阻抗效应形貌的影响

本文研究了交流电流的大小(I ＝0.2—20 mA)和频率(f ＝ 1—1 MHz)对具有横向畴结构的铁基纳米晶丝的巨磁阻抗效应形貌的影响.实验结果表明,样品的巨磁阻抗效应呈双峰特征,随着频率的增大,双峰的位置H=±H_m向高场移动;但随着电流的增大,双峰的位置逐渐向中心(H ＝ 0)收缩,甚至变成单峰位形.理论上一般认为,双峰的位置与横向各向异性场H_k相对应,即H< 关键词： 巨磁阻抗效应 交流电流 铁基纳米晶丝     

Co基金属纤维不对称巨磁阻抗效应

以直径32 μm的熔体抽拉Co基非晶金属纤维为研究对象, 分析了该纤维不同激励条件下的巨磁阻抗(giant magneto impedance, GMI)效应. 实验结果表明: 这类纤维的GMI效应具有不对称性特点, 即 AGMI (asymmetric GMI)效应. 同时, 发现AGMI效应随激励条件不同而变化, 随交流频率或者激励幅值升高而逐渐增强; 当存在一定偏置电压时, AGMI效应大幅增强. 通过研究纤维的磁化过程, 分析了Co基金属纤维的AGMI效应. 由于Co基熔体抽拉纤维具有螺旋各向异性以及磁滞的存在使得GMI效应具有不对称性, 频率升高或者激励电流幅值增加有利于壳层畴环向磁化, AGMI增强. 当在纤维两端施加偏置电压时, 偏置电流诱发环向磁场增强了环向磁化, AGMI效应提高; 偏置电压较低时磁场响应灵敏度提高, 同时磁化翻转向高场移动, 阻抗线性变化对应的直流磁场区间增大. 这一方面拓宽了GMI传感器工作区间及灵敏度, 另一方面不利于获得更大的磁场响应灵敏度. 10 MHz (5 mA)激励时, 施加1 V强度的偏置电压后, 对应的磁场灵敏度从616 V/T 提高至5687 V/T; 偏置电压为2 V时, 灵敏度降低到4525 V/T. 因此, 可以通过适当提高环向磁场的方法获得大的磁场响应灵敏度及阻抗变化线性区域.     

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     

基于Nyquist图研究铁基非晶薄带巨磁阻抗效应的非线性

测量了铁基非晶薄带巨磁阻抗效应的阻抗实部和虚部并且计算出磁导率的实部和虚部,通过磁导率的非线性解释了巨磁阻抗效应的非线性原因,并且利用Nyquist图推出磁导率等效电路模型,指出磁导率等效电路模型中的LC共振频率是解决磁导率非线性的关键.研究结果表明:在激励电源横向磁化和外加磁场纵向磁化的过程中,非晶薄带磁导率的变化无规则,导致非晶薄带的巨磁阻抗效应呈现非线性变化.当激励频率在5 MHz、纵向磁场发生改变时,磁损耗角依然保持不变,磁导率与纵向磁场的非线性关系转化为磁导率模值与纵向磁场的关系,通过实验数据可以拟合出纵向磁场与磁导率的函数关系.     

LC共振型巨磁阻抗效应的研究

采用化学镀方法成功制备了自带电容构成LC共振回路的CoP/Insulator/BeCu复合结构丝. 研究了这种新型复合结构丝产生LC共振型巨磁阻抗效应的特征,长度为l_m=95 cm的复合结构丝,当驱动电流频率为LC共振频率f_r=290 MHz时,LC共振型巨磁阻抗效应为4875%,磁场灵敏度为046%/A·m^-1,大于常规复合结构丝;远离此频率时的巨 关键词： 复合结构丝 LC共振')" href="#">LC共振 等效电路模型 巨磁阻抗效应     

非晶CoFeNiNbSiB合金的巨磁阻抗效应

研究了非晶Co₇₀Fe_4.5Ni₄Nb₁Si_12.5B₈合金薄带的巨磁阻抗效应.实验表明,在一定频率范围内提高测试频率,磁阻抗效应有明显提高;适当温度的退火也有助于磁阻抗效应的提高.制备态非晶合金样品在频率为5MHz下达120%左右,经过退火处理的非晶样品5MHz下的效应可达400%左右. 关键词：     

Dipolar-biased giant magnetoimpedance

The effect of the dipolar field on the magnetoimpedance in Fe- and Co-based wires is presented. In the experiments a Co-based wire was used as a probe to measure the giant magnetoimpedance (GMI), while a Fe-based wire was employed to generate the dipolar field. The GMI curve showed a shift in the anisotropy field and a highly asymmetric profile. The dipole–dipole interaction can be employed to design novel linear GMI sensors and to properly tune their field operation.     

钴基非晶丝的巨磁阻抗效应实验装置设计

介绍了巨磁阻抗效应的原理,提出了测量方法,分析巨磁阻抗效应随频率、外加磁场的变化规律.研究表明在6~21 MHz范围内,100 mT磁场下巨磁阻抗可达-50%以上,并且在30~40 mT磁场下巨磁阻抗即可达到-40%.     

Evolution of magnetic permeability and magneto-impedance effect in composite wires with insulator layer

CuBe/Insulator/NiCoP composite wire was prepared by electroless deposition on an insulated CuBe core with a diameter of 90 μm. The conversion relationship between the magneto-impedance and effective magnetic permeability of the composite wire was derived from an energy conversion model. The evolution of the magnetic permeability and the giant magneto-impedance (GMI) effect were investigated. The results show that a distinct GMI effect can be obtained at relatively low frequency. The largest GMI ratio is 240% at 600 kHz, and the maximal field sensitivity is 34%/Oe.     

The effect of domain wall motion on the nondiagonal impedance component in amorphous wires with circular magnetic anisotropy

The effect of the domain wall motion on the nondiagonal impedance component in amorphous ferromagnetic wires with circular anisotropy was theoretically studied. The frequency spectrum of the electromotive force (emf) induced in the pick-up coil wound around the wire is analyzed. For sufficiently small amplitudes of the ac current passing in the wire, the emf frequency equals doubled frequency of the current. For the ac current amplitudes exceeding certain threshold value, all even harmonics appear in the frequency spectrum of the signal. The emf strongly depends on the longitudinal component of the applied magnetic field at any value of the ac current amplitude. These results can be important for developing frequency transducers controlled by magnetic field.     

非晶和纳米晶软磁丝状样品的环向磁化过程

采用阻抗法测定了不同磁结构的软磁丝状样品(非晶及纳米晶合金)的环向磁导率随环向磁场 强度和频率的变化. 按照Chen等的理论公式计算了样品的环向磁化曲线，结果发现，这一实 验原理公式对具有较大损耗的磁化过程并不适用. 因此，将其发展给出了更一般情况下的理 论公式. 此外，通过分析复数磁导率对环向磁场的依赖关系，确定了两类不同畴结构样品的 不同的环向矫顽力机理. 研究了交流频率对磁化过程的影响. 关键词： 非晶和纳米晶软磁丝 阻抗 环向磁化曲线     

Enhancement of GMI effect in magnetic microwires through the relative temperature dependence of magnetization and anisotropy

We present the study of Giant Magneto Impedance (GMI) effect in magnetic microwires with zero magnetostriction. It is shown that the temperature response of GMI effect can be enhanced by 80% through the relative temperature dependence of magnetization and anisotropy. However, such effect appears only for low amplitudes of exciting current that induces exciting magnetic field below the anisotropy field of the wire. On the other hand, when measuring at high exciting current (when the exciting field exceeds the anisotropy field), the GMI response decreases monotonically with temperature.     

Current distribution and giant magnetoimpedance in composite wires with helical magnetic anisotropy

The giant magnetoimpedance effect in composite wires consisting of a non-magnetic inner core and soft magnetic shell is studied theoretically. It is assumed that the magnetic shell has a helical anisotropy. The current and field distributions in the composite wire are found by means of a simultaneous solution of Maxwell equations and the Landau–Lifshitz equation. The expressions for the diagonal and off-diagonal impedance are obtained for low and high frequencies. The dependences of the impedance on the anisotropy axis angle and the shell thickness are analyzed. Maximum field sensitivity is shown to correspond to the case of the circular anisotropy in the magnetic shell. It is demonstrated that the optimum shell thickness to obtain maximum impedance ratio is equal to the effective skin depth in the magnetic material.