各向异性磁阻传感器

新型磁阻传感器的特点
改进思路
对于传感器来说，传感器的灵敏度是至关重要的
噪声信号的存在严重影响传感器的灵敏度。
软铁磁层中的磁隧道结的磁特性的是确定磁致电阻传感器的性能 重要因素之一
新型磁性纳米多层膜的发展为提高信号并降低磁性隧道结的 噪音提供了明确的途径
改进方法
(1)隧道结层结构特点的改进
单层坡莫合金薄膜
同时该传感器只消耗20μW的功率而1 V的 外加电压下运行。
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下面给出两种自由层厚度不同的ＡＢ两样本
（Ｂ样本是经计算和多次试验后的最优状态）
Ａ样本：自由层厚度为１.５ｎｍ分别在1 T的 磁场350℃下和0.1 T磁场320℃下进行第一二次 退火。
Ｂ样本：自由层厚度为１.０ｎｍ分别在1 T的 磁场350℃下和0.1 T磁场320℃下进行第一二次 退火。
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实验结果：
165:191.6
B样本1.0nm B样本磁传感器被下的1伏的施加电压操作 时，该传感器在外部磁场集中器的作用下 灵敏度是1916％/ mT（这是已被制出的磁 阻传感器的最高值。）
Ａ样本1.5nm Ａ样本磁传感器被下的1伏的施加电压操作 时，该传感器在外部磁场集中器的作用下 灵敏度是1650％/ mT
纳米多层膜
相比于单层膜，纳米多层膜由于电 磁耦合效应与不同金属的材料特性。 面内磁电阻变化强，而面外磁电阻 变化弱，这种结构在提升灵敏度的 同时降低了外界磁场的影响
(2)磁性隧道节不同自由层厚度的影响及对厚度的选取
自由层 磁性隧道节不同的自由层的厚度表现出非常不同的磁特 性，而不同的磁特性对传感器的灵敏度有很大的影响。
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新型高灵敏纳米多层磁阻传感器
磁电阻元件的工作原理
各向异性磁电阻效应
各向异性磁电阻效应是指对于强磁性金属(铁、钻、镍及其合 金),当外加磁场偏离金属的内部磁化方向时,金属电阻阻值会 发生变化
磁阻传感器的生产方法和工作原理
现在的磁电阻元件通常是用一种长而薄的玻莫(Ni一Fe)合金, 利用半导体工艺沉积在硅衬底上制成的,在强磁场下进行沉积， 以确定自身磁化方向（即上文的内部磁化方向）。
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我们通过将磁电阻接入如下图所示的惠斯通电桥电路（设 磁场偏角为θ，图中角α为两线之间的夹角 为45度）
α
.
通过计算我们得出输出电压与磁场偏置角θ的关系
性能比较
各种磁传感器的测量范 围
10
7
10
其他优点：
误差不随时间累计；体 积小、耐高过载、成本 低、功耗低、响应快； 信号便于集成化和小型 化。