敏感技术物理及应用专题系列（IV）：磁敏传感器及其应用

本文从与磁敏传感器相关的物理效应出发。探讨了各种磁敏传感器的工作原理、材料及其主要应用．     

位移传感器演示装置的制作

通过自制的位移传感器演示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     

基于霍尔元件磁阻效应的微距测量演示装置

通过装置可以对霍尔磁阻效应、一种距离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。     

椭圆交流磁滞回线和交流磁参量的测定

用霍尔元件做探头,用示波器测量和研究了铁磁材料的椭圆交流磁滞回线的性质和参量。     

磁子霍尔效应

霍尔效应是凝聚态领域中古老却又极具潜力的研究领域,其起源可以追溯到数百年前. 1879年,霍尔发现将载流导体置于磁场中时,磁场带来的洛伦兹力将使得电子在导体的一侧积累,这一新奇的物理现象被命名为霍尔效应.之后,一系列新的霍尔效应被发现,包括反常霍尔效应、量子霍尔效应、自旋霍尔效应、拓扑霍尔效应和平面霍尔效应等.值得注意的是,霍尔效应能够实现不同方向的粒子流之间的相互转化,因此在信息传输过程中扮演着重要的角色.在玻色子体系(如磁子)中,相应的一系列磁子霍尔效应也被发现,他们共同推动了以磁子为基础的自旋电子学的发展.本文回顾了近年来在磁子体系中的霍尔效应,简述其现代半经典的处理方法,包括虚拟电磁场理论和散射理论等.并进一步介绍了磁子霍尔效应的物理起源,概述了不同类型磁子的霍尔效应.最后,对磁子霍尔效应的发展趋势进行了展望.     

一种用计算机测定磁阻特性的方法

本介绍一种应用计算机实时采集磁敏电阻特性曲线的方法，并给出锑化铟磁敏电阻在磁感应强度从0到1特斯拉范围内的电阻特性。     

一种用于波荡器磁中心高精度标定的磁靶标

波荡器磁中心轴的标定是保证自由电子激光装置波荡器安装准直精度的重要前提。介绍了一种利用磁靶标实现波荡器磁中心高精度标定的方法。设计制造了由若干块永磁块组合构成的磁靶标,其能产生一正一斜两个高梯度四极场。测出了两四极场垂直分量的零点位置分布并依此给出了磁靶标的具体使用方法。结果表明：标定后的波荡器磁中心在磁靶标坐标系中水平方向测量精度好于±20 μm,垂直方向测量精度好于±2 μm。     

磁致冷技术

本文阐述磁致冷技术的物理原理，磁冰箱的基本结构、工作原理、现状和前景     

磁多层结构中处理界面散射的新方法

本提出了处理界面散射的新方法。在用准经典近似理论处理Ｆｅ／Ｃｒ多层结构输运性质时，把界面附近互扩散区域中磁性杂质体散射等效为一个有效界面的散射。新的界面散射机制不同于过去用的常数透射系数，而是与合金层的厚度、杂质散射的自旋不对称性以及电子运动方向都有关的散射系数。用有效界面散射可以提高界面对电阻率的贡献，能较好地同时解释磁多层结构中巨磁阻与电阻率的实验结果。     

零闭锁激光陀螺磁敏感特性研究

与腔内运行线偏振光的抖动陀螺相比,腔内运行圆偏振光的零闭锁激光陀螺对磁场更为敏感.为了减小零闭锁激光陀螺的磁敏感性,理论分析了其磁敏感特性.当左、右旋陀螺的比例因子修正相等时,陀螺零偏不随磁场的变化而变化,同时陀螺比例因子线性度也将得到改善.试验测试了零闭锁激光陀螺的磁敏感性,结果表明陀螺存在磁不敏感点.试验结果与理论分析吻合.与传统的被动磁屏蔽方法相比,通过主动控制使得零闭锁激光陀螺工作在磁不敏感点的方法对于降低该陀螺的磁灵敏度和提高准确度具有实用价值.     

霍尔元件测螺线管磁场分布实验的改进

现用霍尔元件测螺线管磁场分布实验仪为提供1×10 2T的磁感应强度,采用增大螺线管线圈层数和电流的方法.由于管内温度高,霍尔元件易损,实验数据也不稳定.本文以集成霍尔元件代替锗霍尔元件,可在线圈安匝数较小的条件下,使测量数据稳定、准确,且教学效果很好.     

高超声速磁流体力学控制霍尔效应影响

针对霍尔效应对高超声速磁流体力学控制的影响问题,考虑高超声速流动过程中高温化学反应、气体分子热力学温度激发(即平动、转动、振动以及电子温度能量模态之间的激发与松弛过程)及多电离组分等离子体霍尔系数分布,通过耦合求解各向异性霍尔电场泊松方程和带电磁源项的高温热化学非平衡流动控制方程组,建立了高超声速流动磁流体力学控制霍尔效应数值模拟方法,开展了多种条件下高超声速流动磁流体力学控制数值模拟,分析了霍尔效应"漏电"与"聚集"现象原理及其对气动力/热特性的影响机制,详细探讨了不同空域、速域和飞行器特征尺度条件下霍尔效应的作用机理和影响规律.研究表明:1)霍尔效应改变了流场等离子体洛伦兹力分布,削弱了整体的力学效果,使整体的磁阻特性降低; 2)霍尔效应对高超声速磁流体力学控制的影响,与壁面导电性和壁面附近漏电层的"漏电"现象紧密相关,要增强磁控效果,必须抑制壁面附近的"漏电"现象; 3)霍尔效应对磁控热防护效果的影响较为复杂,受"漏电"现象和电流"聚集"现象共同作用; 4)基于本文基准状态,当高度高于67 km或速度高于5.7 km/s或特征尺度大于0.5 m时,霍尔效应使磁控热防护效果增强,电...     

基于空间积分的磁光相关处理性能分析

根据振幅调制的静磁波对导波光的磁光Bragg衍射调制作用,描述了空间积分磁光相关器的工作原理,得到了衍射光检测输出的带通信号包络以及归一化相关积分的解析表达式。分析了微波信号强度对空间积分磁光相关性能的影响,研究表明,在小信号范围内,相关输出的归一化包络的峰值较小,近似与驱动功率成正比,此时可实现严格的磁光相关,其处理增益可达20 dB。     

磁电子学器件应用原理

本文介绍几种重要的磁电子器件的基本结构和工作原理,包括巨磁电阻与隧穿磁电阻传感器、巨磁电阻隔离器、巨磁电阻与隧穿磁电阻硬盘读出磁头、磁电阻随机存取存储器、自旋转移磁化反转与微波振荡器。自旋晶体管作为未来磁电子学或自旋电子学时代的基本元素,目前大都还处在概念型阶段,本文也将对几种自旋晶体管的大致原理作简要介绍。     

磁光克尔效应中的光子自旋分裂

光子自旋霍尔效应类似于电子系统中的电子自旋霍尔效应, 是在折射率梯度和光子分别扮演的外场和自旋电子的角色下, 由自旋-轨道相互作用而产生的光子自旋分裂现象. 光子自旋霍尔效应为操控光子提供了新的途径, 同时也提供了一种精确测量相关物理效应的方法. 本文研究了磁光克尔效应中光子自旋分裂现象, 建立了磁光克尔旋转与光子自旋霍尔效应之间的定量关系, 并通过弱测量系统观测了磁场作用下铁膜表面的光子自旋分裂位移, 得到相应的磁光旋转角, 验证了我们所推导的理论预测. 本文的研究成果为精确测量磁光克尔系数和磁光克尔旋转角提供了一种新方法.     

霍尔效应与汽车上的霍尔器件

在国产桑塔纳、奥迪、红旗、捷达等轿车电路上经常可以看到"霍尔"(Hall)这个名称,如霍尔式电子点火系统中就有一只霍尔传感器,专门给发动机电控单元(ECU)提供电压信号.