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GMR磁阻光電開關(guān)傳感器介紹
 
錄入時間:2014-11-17 11:41:48瀏覽次數(shù):1
 

 巨磁阻微光電開關(guān)傳感器的原理基于巨磁阻效應(yīng),由一層非磁性導(dǎo)電材料分開的兩層磁性材料組成三明治結(jié)構(gòu)。上下兩層的磁化矢量方向可以是相對的,也可以是一致的。前者在界面上的散射 小,傳導(dǎo)電子的平均自由行程長,電阻較小,后者在界面上的散射大,傳導(dǎo)電子的平均自由行程短,電阻較大。為保證基于自旋的散射成為影響電阻的主要成分,薄膜厚度必須小于體材料中的電子自由行程。大部分鐵磁材料的平均自由行程在幾十納米的量級,因此薄膜的厚度應(yīng)在10nm以下。如此薄的薄膜對制作工藝的要求很高,這也是巨磁阻現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)得如此晚的一個重要原因。利用薄膜制作工藝,可制作多達(dá)十幾層結(jié)構(gòu)的巨磁阻微傳感器。

  巨磁阻效應(yīng)主要用來制作磁記錄裝置中的讀/寫頭。這種微傳感器同樣可用于測量低強度的磁場。在實際應(yīng)用中,電阻的約翰遜噪聲是需要考慮的一個重要因素。由于噪聲電壓與電阻阻值的平方根成正比,因此敏感元件的電阻值要盡可能低一些,如50nm左右。此外,還需要采用低噪 聲的放大器。另外,巨磁阻微傳感器的一個非常重要的缺點是需要工作在偏置磁場環(huán)境中。在較高的偏置磁場下才能獲得相對較大的電阻變化率。在實際測量中,這樣高的磁場強度往往是不允許的,所以實際得到的電阻變化率僅比普通的AMR高出很小的比例。

  利用非均勻相合金制成顆粒膜,也可實現(xiàn)巨磁阻效應(yīng)。這種顆粒膜結(jié)構(gòu)是指微顆爛彌散于薄膜中所產(chǎn)生的復(fù)合膜,如常見的鐵、鉆微顆粒嵌于銀、銅等薄膜中。這種非均勻相的體系中,異相界面對電子輸運性質(zhì)和電、磁光等特性都有明顯影響。這種顆粒膜與多層膜有許多相似之處,二者都屬于二相或多相復(fù)合非均勻體系。但顆粒膜中的顆粒呈混亂的統(tǒng)計分布,其制作工藝較簡單且實用。常見制備方法有共蒸、共濺射、離子注入等,實驗初到磁控濺射及離子束濺射等方法來制備。顆粒膜中的巨磁阻效應(yīng)主要來自界面電子的散射,顆爛膜內(nèi)部巨磁阻效應(yīng)的貢獻(xiàn)較小。

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