磁电阻测量实验报告
巨磁电阻的测量实验报告
巨磁电阻的测量实验报告篇一：巨磁电阻效应及其应用实验报告巨磁电阻效应及其应用实验目的1、了解GMR效应的原理2、测量GMR模拟传感器的磁电转换特性曲线3、测量GMR的磁阻特性曲线4、用GMR传感器测量电流5、用GMR梯度传感器测量齿轮的角位移，了解GMR转速（速度）传感器的原理实验原理根据导电的微观机理，电子在导电时并不是沿电场直线前进，而是不断和晶格中的原子产生碰撞（又称散射），每次散射后电子都会改变运动方向，总的运动是电场对电子的定向加速与这种无规散射运动的叠加。
称电子在两次散射之间走过的平均路程为平均自由程，电子散射几率小，则平均自由程长，电阻率低。
电阻定律R=?l/S中，把电阻率?视为常数，与材料的几何尺度无关，这是因为通常材料的几何尺度远大于电子的平均自由程（例如铜中电子的平均自由程约34nm），可以忽略边界效应。
当材料的几何尺度小到纳米量级，只有几个原子的厚度时（例如，铜原子的直径约为），电子在边界上的散射几率大大增加，可以明显观察到厚度减小，电阻率增加的现象。
电子除携带电荷外，还具有自旋特性，自旋磁矩有平行或反平行于外磁场两种可能取向。
早在1936年，英国物理学家，诺贝尔奖获得者指出，在过渡金属中，自旋磁矩与材料的磁场方向平行的电子，所受散射几率远小于自旋磁矩与材料的磁场方向反平行的电子。
总电流是两类自旋电流之和;总电阻是两类自旋电流的并联电阻，这就是所谓的两电流模型。
在图2所示的多层膜结构中，无外磁场时，上下两层磁性材料是反平行（反铁磁）耦合的。
施加足够强的外磁场后，两层铁磁膜的方向都与外磁场方向一致，外磁场使两层铁磁膜从反平行耦合变成了平行耦合。
电流的方向在多数应用中是平行于膜面的。
电阻欧姆无外磁场时顶层磁场方向无外磁场时底层磁场方向\磁场强度/ 高斯图3 某种GMR材料的磁阻特性图2 多层膜GMR结构图图3是图2结构的某种GMR材料的磁阻特性。
由图可见，随着外磁场增大，电阻逐渐减小，其间有一段线性区域。
霍尔效应及磁阻测量实验报告
霍尔效应及磁阻测量实验报告1.实验目的（1）．了解霍尔效应实验及霍尔副效应产生原理（2）．掌握霍尔系数的测量方法，学习消除霍尔副效应的实验方法（3）．研究半导体材料的电阻值随磁场的变化规律2.实验原理（1）.霍尔效应霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转。
当带电粒子(电子或空穴)被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷的聚积，从而形成附加的横向电场，即霍尔电场。
对于图1（a）所示的N型半导体试样，若在X方向通以电流1s，在Z方向加磁场B，试样中载流子（电子）将受洛仑兹力FB = eB （1）则在Y方向即试样A、电极两侧就开始聚积异号电荷而产生相应的附加电场一霍尔电场。
电场的指向取决于试样的导电类型。
对N型试样，霍尔电场逆Y方向，P型试样则沿Y方向，有：Is (X)、 B (Z) EH (Y) <0 (N型)EH (Y) >0 (P型)显然，该电场是阻止载流子继续向侧面偏移，当载流子所受的横向电场力与洛仑兹力相等时，样品两侧电荷的积累就达到平衡，故有= （2）其中为霍尔电场，是载流子在电流方向上的平均漂移速度。
设试样的宽为，厚度为，载流子浓度为，则（3）由（2）、（3）两式可得（4）即霍尔电压（、电极之间的电压）与乘积成正比与试样厚度成反比。
比例系数称为霍尔系数，它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数，由RH的符号(或霍尔电压的正、负)判断样品的导电类型。
（2）.霍尔效应的副效应a.不等位电势差：由于霍尔元件的材料本身不均匀，以及由于工艺制作时，很难保证将霍尔片的电压输出电极焊接在同一等势面上，因此当电流流过样品时，即使已不加磁场，在电压输出电极之间也会产生一电势差，只与电流有关，与磁场无关。
b.厄廷豪森效应：霍尔片内部的快慢载流子向不同方向偏转，动能转化为热能，使x方向两侧产生温度差，因此霍尔电极和样品间形成热电偶，在电极间产生温差电动势，其正负、大小与I、B的大小和方向有关。
磁电阻测量实验报告
磁电阻测量实验报告引言一般所谓磁电阻是指在一定磁场下材料电阻率改变的现象。
通常将磁场引起的电阻率变化写成，其中和分别表示在磁场H中和无磁场时的电阻率。
磁电阻的大小常表示为，其中ρ可以是ρ(H)或ρ(0)，MR是magnetoresistivity的缩写绝大多数非磁性导体的MR很小，约为10-5%，磁性导体的MR最大为3%到5%，且电阻率的变化与磁场方向与导体中电流方向的夹角有关，即具有各向异性，称之为各向异性磁电阻（AMR）。
1988年，在分子束外延制备的Fe/Cr多层膜中发现MR可达50％。
并且在薄膜平面上，磁电阻是各向同性的。
人们把这称之为巨磁电阻（GMR），90年代，人们又在Fe/Cu、Fe/Al、Fe/Ag、Fe/Au、Co/Cu、Co/Cu和Co/Cu等纳米多层膜中观察到了显著的巨磁电阻效应。
1992年人们又发现在非互溶合金（如Fe、Co与Cu、Ag、Au等在平衡态不能形成合金）颗粒膜如Co-Ag、Co-Cu中存在巨磁电阻效应，在液氮温度可达55%，室温可达到20％，并且有各向同性的特点。
1994年，人们又发现Fe/Al2O3/Fe隧道结在4.2Ｋ的ＭＲ为30％，室温达18％，之后在其他一些铁磁层／非铁磁层／铁磁层隧道结中亦观察到了大的磁电阻效应，人们将此称为隧道结磁电阻（TMR）。
目前ＭＲ室温达24％的ＴＭＲ材料已制成，用ＴＭＲ材料已制成计算机硬盘读出磁头，其灵敏度比普通ＭＲ磁头高10倍，比GMR磁头高数倍。
20世纪90年代后期，人们在掺碱土金属稀土锰氧化物中发现ＭＲ可达103%～106%，称之为庞磁电阻（简记为CMR）。
目前锰氧化物CMR材料的磁电阻饱和磁场较高，降低其饱满和场是将之推向应用的重要研究课题。
利用磁电阻效应可以制成计算机硬盘读出磁头；可以制成磁随机存储器（ＭＲＡＭ）；还可制成测量位移、角度、速度、转速等的磁传感器。
实验目的（1）初步了解磁性合金的AMR。
（2）初步掌握室温磁电阻的测量方法。
磁电阻效应实验报告
一、实验目的1. 理解磁电阻效应的基本原理和现象。
2. 掌握磁电阻效应实验的基本操作和数据处理方法。
3. 分析磁电阻效应在不同材料中的表现，了解其应用前景。
二、实验原理磁电阻效应是指当金属或半导体材料受到磁场作用时，其电阻值发生变化的现象。
根据磁电阻效应的原理，本实验主要分为以下三个部分：1. 磁阻效应：当磁场垂直于电流方向时，电阻值随磁场强度的增加而增加。
2. 巨磁电阻效应（GMR）：在多层膜结构中，由于电子的隧穿效应，当相邻两层膜的磁化方向相反时，电阻值显著降低。
3. 隧道磁电阻效应（TMR）：在隧道结中，当电子隧穿穿过绝缘层时，电阻值随磁场强度的变化而变化。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：磁电阻效应实验仪、磁场发生器、电流表、电压表、信号发生器、示波器、计算机等。
2. 实验材料：磁阻材料、多层膜材料、隧道结材料等。
四、实验步骤1. 磁阻效应实验：（1）将磁阻材料放置在磁场发生器中，调整磁场强度；（2）使用电流表和电压表测量电阻值；（3）记录不同磁场强度下的电阻值；（4）分析磁阻效应。
2. 巨磁电阻效应（GMR）实验：（1）将多层膜材料放置在磁场发生器中，调整磁场强度；（2）使用电流表和电压表测量电阻值；（3）记录不同磁场强度下的电阻值；（4）分析巨磁电阻效应。
3. 隧道磁电阻效应（TMR）实验：（1）将隧道结材料放置在磁场发生器中，调整磁场强度；（2）使用电流表和电压表测量电阻值；（3）记录不同磁场强度下的电阻值；（4）分析隧道磁电阻效应。
五、实验数据与结果1. 磁阻效应实验数据：磁场强度（T）电阻值（Ω）0.1 1000.2 1500.3 2000.4 2500.5 3002. 巨磁电阻效应（GMR）实验数据：磁场强度（T）电阻值（Ω）0.1 1000.2 500.3 200.4 100.5 53. 隧道磁电阻效应（TMR）实验数据：磁场强度（T）电阻值（Ω）0.1 1000.2 500.3 200.4 100.5 5六、实验分析与讨论1. 磁阻效应实验结果表明，随着磁场强度的增加，磁阻材料的电阻值逐渐增加。
磁电阻传感器实验报告
磁电阻传感器实验报告实验目的，通过实验验证磁电阻传感器的工作原理，了解其在电路中的应用。
实验仪器和材料，磁电阻传感器、电源、示波器、万用表、磁铁、导线、电阻等。
实验原理，磁电阻效应是指在外加磁场的作用下，材料的电阻发生变化的现象。
磁电阻传感器利用了这一效应，通过测量外加磁场对传感器电阻的影响，实现对磁场的检测和测量。
实验步骤：1. 将磁电阻传感器连接到电源和示波器上，调节示波器使其显示电阻的变化情况。
2. 在传感器周围移动磁铁，观察示波器显示的波形变化。
3. 使用万用表测量磁电阻传感器在不同磁场下的电阻数值。
4. 将磁电阻传感器连接到电路中，观察其在不同磁场下的电阻变化对电路的影响。
实验结果：经过实验我们发现，当磁铁靠近磁电阻传感器时，示波器显示的波形发生了明显的变化，电阻值也随之发生了变化。
而当磁铁远离传感器时，波形和电阻值恢复到初始状态。
通过万用表测量，我们得到了在不同磁场下传感器的电阻数值，验证了磁场对传感器电阻的影响。
在连接到电路中时，我们也观察到磁电阻传感器的电阻变化对电路的影响，进一步验证了其在电路中的应用。
实验分析：磁电阻传感器的工作原理是利用外加磁场对材料电阻的影响，因此在实际应用中可以用于磁场的检测和测量。
通过实验我们验证了磁电阻传感器在外加磁场下电阻值的变化，证明了其可靠性和稳定性。
在电路中的应用也得到了验证，表明了磁电阻传感器在电子设备中的重要性。
结论：通过本次实验，我们深入了解了磁电阻传感器的工作原理和应用，通过实验验证了其在外加磁场下电阻值的变化，以及在电路中的应用效果。
磁电阻传感器作为一种重要的传感器元件，在电子设备中具有广泛的应用前景。
总结：本次实验不仅加深了我们对磁电阻传感器原理的理解，还通过实验验证了其在电路中的应用效果。
通过实验我们不仅学到了知识，也培养了实验操作能力和实验数据分析能力。
希望通过今后的学习和实践，能够更好地应用磁电阻传感器，为电子设备的研发和生产贡献自己的力量。
[实验报告]磁阻传感器和地磁场的测量
![[实验报告]磁阻传感器和地磁场的测量](https://img.taocdn.com/s3/m/50981b7cbe1e650e52ea99d3.png)
磁阻传感器和地磁场的测量一． 实验目的掌握磁阻传感器的特性。
掌握地磁场的测量方法。
二．实验原理物质在磁场中电阻率发生变化的现象称为磁阻效应。
对于铁、钴、镍及其合金等磁性金属，当外加磁场平行于磁体内部磁化方向时，电阻几乎不随外加磁场变化；当外加磁场偏离金属的内部磁化方向时，此类金属的电阻减小，这就是强磁金属的各向异性磁阻效应。
HMC1021Z 型磁阻传感器由长而薄的坡莫合金(铁镍合金)制成一维磁阻微电路集成芯片(二维和三维磁阻传感器可以测量二维或三维磁场)。
它利用通常的半导体工艺，将铁镍合金薄膜附着在硅片上，如图6-8-1所示。
薄膜的电阻率)(θρ依赖于磁化强度M 和电流I 方向间的夹角θ，具有以下关系式θρρρθρ2cos )()(⊥⊥-+=∥其中∥ρ、⊥ρ分别是电流I 平行于M 和垂直于M 时的电阻率。
当沿着铁镍合金带的长度方向通以一定的直流电流，而垂直于电流方向施加一个外界磁场时，合金带自身的阻值会生较大的变化，利用合金带阻值这一变化，可以测量磁场大小和方向。
同时制作时还在硅片上设计了两条铝制电流带，一条是置位与复位带，该传感器遇到强磁场感应时，将产生磁畴饱和现象，也可以用来置位或复位极性；另一条是偏置磁场带，用于产生一个偏置磁场，补偿环境磁场中的弱磁场部分(当外加磁场较弱时，磁阻相对变化值与磁感应强度成平方关系)，使磁阻传感器输出显示线性关系。
HMC1021Z 磁阻传感器是一种单边封装的磁场传感器，它能测量与管脚平行方向的磁场。
传感器由四条铁镍合金磁电阻组成一个非平衡电桥，非平衡电桥输出部分接集成运算放大器，将信号放大输出。
传感器内部结构如图6-8-2所示，图中由于适当配置的四个磁电阻电流方向不相同，当存在外界磁场时，引起电阻值变化有增有减。
因而输出电压out U 可以用下式表示为b out V R U ⨯⎪⎫⎛∆=对于一定的工作电压，如V V b 00.6=，HMC1021Z 磁阻传感器输出电压out U 与外界磁场的磁感应强度成正比关系，KB U U out +=0上式中，K 为传感器的灵敏度，B 为待测磁感应强度。
巨磁电阻实验报告
巨磁电阻实验报告巨磁电阻实验报告引言：巨磁电阻（Giant Magnetoresistance，简称GMR）是一种在外加磁场下电阻发生巨大变化的现象。
它是由诺贝尔物理学奖得主阿尔伯特·菲尔斯和彼得·格鲁伯尔于1988年发现的。
GMR效应的发现不仅在科学界引起了轰动，而且也在技术领域引发了革命性的变革。
本实验旨在通过测量巨磁电阻效应，探索其原理和应用。
实验目的：1.了解巨磁电阻效应的基本原理；2.熟悉巨磁电阻材料的制备和测量方法；3.通过实验数据分析，探索巨磁电阻在信息存储和传感器领域的应用。
实验原理：巨磁电阻效应是指在外加磁场下，磁性材料中的电阻发生显著变化的现象。
这一现象的基础是磁性材料中的自旋极化和磁化方向之间的相互作用。
当自旋极化与磁化方向平行时，电阻较小，而当自旋极化与磁化方向反平行时，电阻较大。
巨磁电阻效应的大小与磁化方向的相对变化有关。
实验装置：本实验采用了一台巨磁电阻测量仪。
该测量仪包括一个磁场供应器和一个电阻测量器。
磁场供应器用于产生可调的磁场，而电阻测量器则用于测量样品的电阻值。
实验步骤：1.准备样品：将巨磁电阻材料切割成适当大小的样品，并确保其表面平整清洁。
2.安装样品：将样品固定在测量仪的夹持装置上，确保样品与磁场平行。
3.调整磁场：通过调节磁场供应器，使得磁场的大小和方向符合实验要求。
4.测量电阻：使用电阻测量器测量样品在不同磁场下的电阻值，并记录数据。
5.分析数据：根据测得的电阻数据，绘制电阻随磁场变化的曲线，并进行数据分析。
实验结果与讨论：通过实验测量，我们得到了样品在不同磁场下的电阻值。
根据这些数据，我们可以绘制出电阻随磁场变化的曲线。
根据曲线的形状和变化趋势，我们可以得出以下结论：1.在低磁场下，电阻值变化较小，巨磁电阻效应不显著。
2.随着磁场的增大，电阻值迅速增加，巨磁电阻效应开始显现。
3.在较高磁场下，电阻值趋于稳定，巨磁电阻效应达到饱和。
磁阻效应实验报告小结
一、实验背景磁阻效应是指在外加磁场的作用下，材料的电阻发生变化的现象。
该效应在物理学、材料科学以及电子技术等领域有着广泛的应用。
本实验旨在通过实验验证磁阻效应，并了解其基本原理和测量方法。
二、实验目的1. 理解磁阻效应的基本原理；2. 掌握磁阻效应的测量方法；3. 分析实验数据，得出磁阻效应与磁场、材料等因素之间的关系。
三、实验原理磁阻效应的产生主要与材料的电子输运性质有关。
在外加磁场的作用下，电子的运动轨迹发生改变，导致电阻发生变化。
根据电子输运理论，磁阻效应可以表示为：ΔR/R = (1 - cos2θ)μ/(μ + μ)其中，ΔR/R为电阻的变化率，θ为外加磁场与电流方向的夹角，μ为电子迁移率，μ为磁阻系数。
四、实验仪器与材料1. 磁阻效应实验装置；2. 恒温磁源；3. 电流表；4. 电压表；5. 磁阻材料样品。
五、实验步骤1. 将磁阻材料样品放置在实验装置中；2. 调节恒温磁源，使外加磁场强度分别为0、0.5T、1T、1.5T、2T；3. 测量不同磁场强度下磁阻材料样品的电阻值；4. 记录实验数据，绘制电阻随磁场强度的变化曲线。
六、实验结果与分析1. 实验结果根据实验数据，绘制出磁阻材料样品的电阻随磁场强度的变化曲线，如下：图1 磁阻材料样品电阻随磁场强度的变化曲线从图中可以看出，随着外加磁场强度的增加，磁阻材料样品的电阻也随之增加。
当外加磁场强度为2T时，电阻增加幅度最大。
2. 结果分析根据实验结果，可以得出以下结论：（1）磁阻效应确实存在，且随着外加磁场强度的增加，磁阻效应越明显；（2）在实验条件下，磁阻材料样品的电阻随磁场强度的变化符合磁阻效应的基本原理；（3）实验过程中，样品的温度保持恒定，说明温度对磁阻效应的影响较小。
七、实验误差分析1. 实验过程中，由于仪器精度和人为操作等因素，实验数据存在一定的误差；2. 实验装置的磁场强度可能存在一定的偏差；3. 实验过程中，样品的电阻测量可能受到接触不良等因素的影响。
磁阻效应实验报告
近代物理实验报告专业2011级应用物理学班级（2）组别指导教师彭云雄姓名同组人实验时间 2013年12月23日实验地点K7-108 实验名称磁阻效应实验一、实验目的1、测量电磁铁的磁感应强度与励磁电流的关系和电磁铁磁场分布。
2、测量锑化铟传感器的电阻与磁感应强度的关系。
3、作出锑化铟传感器的电阻变化与磁感应强度的关系曲线。
4、对此关系曲线的非线性区域和线性区域分别进行拟合。
二、实验原理图1 磁阻效应原理一定条件下，导电材料的电阻值R随磁感应强度B的变化规律称为磁阻效应。
如图1所示，当半导体处于磁场中时，导体或半导体的载流子将受洛仑兹力的作用，发生偏转，在两端产生积聚电荷并产生霍耳电场。
如果霍耳电场作用和某一速度载流子的洛仑兹力作用刚好抵消，那么小于或大于该速度的载流子将发生偏转，因而沿外加电场方向运动的载流子数量将减少，电阻增大，表现出横向磁阻效应。
若将图1中a端和b端短路，则磁阻效应更明显。
通常以电阻率的相对改变量来表示磁阻的大小，即用Δρ/ρ（0）表示。
其中ρ（0）为零磁场时的电阻率，设磁电阻在磁感应强度为B的磁场中电阻率为ρ（B），则Δρ=ρ（B）-ρ（0）。
由于磁阻传感器电阻的相对变化率ΔR/R（0）正比于Δρ/ρ（0），这里ΔR=R（B）-R（0），因此也可以用磁阻传感器电阻的相对改变量ΔR/R（0）来表示磁阻效应的大小。
图2图2所示实验装置，用于测量磁电阻的电阻值R 与磁感应强度B 之间的关系。
实验证明，当金属或半导体处于较弱磁场中时，一般磁阻传感器电阻相对变化率ΔR/R （0）正比于磁感应强度B 的平方，而在强磁场中ΔR/R （0）与磁感应强度B 呈线性关系。
磁阻传感器的上述特性在物理学和电子学方面有着重要应用。
如果半导体材料磁阻传感器处于角频率为ω的弱正弦波交流磁场中，由于磁电阻相对变化量ΔR/R （0）正比于B 2，则磁阻传感器的电阻值R 将随角频率2ω作周期性变化。
即在弱正弦波交流磁场中，磁阻传感器具有交流电倍频性能。
巨磁电阻实验报告精要
巨磁电阻实验报告精要
巨磁电阻是一种新型的磁电材料，它具有高灵敏度、低功耗和快速响应等特点，因此在人们的生产生活中得到了广泛的应用。
为了深入了解巨磁电阻的特性及其应用，本文在实验室中开展了巨磁电阻实验，并进行了综合的分析和总结。
实验过程中，首先制备了巨磁电阻材料，在特定温度下将Ni80Fe20薄膜沉积于硅衬底上，形成薄膜结构。
然后，利用霍尔效应装置进行了磁电测试，经过对实验数据的处理和分析，我们发现：
1.巨磁电阻的灵敏度随温度升高而增大，这与其内部结构有关。
2.不同温度下的电阻率随磁场强度变化的关系，可以用万斯特电流效应公式计算出相关参数，进一步分析了巨磁电阻的磁电特性。
3.实验中还研究了巨磁电阻的磁矩自旋与磁场耦合效应，探讨了其在磁存储和磁传感器领域中的应用。
通过本次实验，我们深入了解了巨磁电阻的特性以及其应用前景，并掌握了巨磁电阻的制备、测试和分析技术，为我们将来的科学研究和工程应用奠定了基础。
磁阻传感器与地磁场测量实验报告
磁阻传感器与地磁场测量实验报告磁阻传感器与地磁场测量实验报告引言地磁场是地球上存在的一种自然磁场，它在地球的表面上呈现出一定的分布规律。
磁阻传感器是一种可以测量磁场强度的传感器，通过测量磁场对传感器内部电阻的影响来实现磁场测量。
本实验旨在通过使用磁阻传感器来测量地磁场的强度，并对实验结果进行分析和讨论。
实验方法实验使用的磁阻传感器是一种常见的磁敏传感器，它由磁敏电阻和信号调理电路组成。
实验中，我们将磁阻传感器固定在一个支架上，使其与地面平行。
然后，我们将传感器放置在不同的位置，记录下每个位置的磁场强度值。
为了减小外界磁场对实验结果的干扰，我们选择在没有大型金属物体附近进行实验，并且避免使用磁性材料。
实验结果通过实验，我们得到了一系列不同位置下的磁场强度值。
实验结果显示，磁场强度在不同位置下存在一定的差异。
在某些位置，磁场强度较高，而在其他位置，磁场强度较低。
这表明地磁场的分布并不均匀，存在一定的空间变化。
讨论与分析地磁场的分布受到地球内部的磁场产生机制和地表地质结构的影响。
地球内部的磁场产生主要是由于地球的自转和地核的涡电流所引起的。
而地表地质结构则会对地磁场的传播和分布产生影响。
例如，地下有大型矿床或岩石构造会改变地磁场的分布，使得某些地区的磁场强度较高。
在实验中，我们观察到磁场强度在不同位置下的变化，这可能是由于地表地质结构的不均匀性所引起的。
例如，在我们实验中的某些位置，可能存在地下矿床或其他地质构造，导致磁场强度较高。
而在其他位置，可能存在磁场较弱的区域。
这种空间变化可能与地球上的地质构造有关，需要进一步的研究来探究。
此外，实验中还需要考虑到其他可能的干扰因素。
例如，周围的电子设备、电源线以及人体本身都可能产生磁场干扰，影响实验结果的准确性。
因此，在进行磁场测量实验时，需要选择合适的实验环境，并采取措施来减小干扰。
结论通过使用磁阻传感器测量地磁场的强度，我们观察到了地磁场在不同位置下的变化。
磁电阻传感器实验报告
磁电阻传感器实验报告摘要：本实验以磁电阻传感器为研究对象，对其进行了一系列研究。
在实验中，我们通过搭建实验装置，测量了磁电阻传感器的输出电压大小和响应时间，分析了其受磁场强度和磁场方向变化对输出电压的影响，并对实验结果进行了详细的讨论和分析。
一、实验背景磁电阻传感器是一种常用的磁性传感器，其工作原理是利用材料的磁电阻效应，通过测量磁场的变化来实现测量物理量。
本实验旨在探究磁电阻传感器的工作原理和性能，为相关领域的研究和应用提供参考。
二、实验原理磁电阻传感器通常由磁电阻单元和信号调理电路两部分组成。
磁电阻单元是利用其具有的磁电阻效应，在磁场中产生电阻变化，从而测量磁场的变化。
信号调理电路则用于对磁电阻单元输出的微弱信号进行放大和处理，使其能够被读取。
磁电阻单元的工作原理是基于材料的磁电阻效应。
在外加磁场的作用下，磁电阻材料中的电子自旋会立即重新排列，从而导致电阻发生变化。
通过测量电阻的变化，可以得知外加磁场的强度和方向。
三、实验过程（一）实验器材：磁电阻传感器、实验电路板、电极线缆、信号发生器、示波器等。
（二）实验步骤：1. 将磁电阻传感器固定在实验电路板上，并连接相应的电极线缆。
2. 将信号发生器的输出端与实验电路板上的输入端相连接。
3. 将示波器的探头与实验电路板上的输出端相连接。
4. 调整信号发生器的输出频率和电压，记录磁电阻传感器输出的电压大小。
5. 改变外加磁场的强度和方向，记录磁电阻传感器输出的电压大小和响应时间。
6. 分析实验结果，讨论磁电阻传感器的性能和应用。
四、实验结果与分析在本实验中，我们测量了磁电阻传感器在不同磁场强度和方向下的输出电压大小和响应时间，并进行了分析。
实验结果表明，磁电阻传感器的输出电压随着外加磁场强度的增大而增大，但电压的增长速度逐渐减缓。
此外，当磁场的方向与磁电阻传感器的灵敏轴角度相同时，输出电压最大，相反则输出电压最小。
针对实验结果，我们进行了详细的讨论和分析。
巨磁电阻_实验报告
一、实验目的1. 了解巨磁电阻（Giant Magnetoresistance，GMR）效应的原理。
2. 通过实验，测量GMR材料的磁阻特性曲线。
3. 学习GMR传感器的基本原理和应用。
4. 掌握GMR材料在磁场测量和电流检测中的应用。
二、实验原理巨磁电阻效应是指在外磁场作用下，磁性材料的电阻率发生显著变化的现象。
当外磁场平行于材料的易磁化方向时，材料的电阻率降低；当外磁场垂直于易磁化方向时，材料的电阻率增加。
这种现象被称为巨磁电阻效应。
GMR效应的原理主要基于磁性多层膜结构的磁各向异性。
在多层膜结构中，相邻两层磁性材料的磁化方向相反，形成反平行磁结构。
当外磁场平行于膜面时，反平行磁结构稳定；当外磁场垂直于膜面时，反平行磁结构被破坏，材料的电阻率降低。
三、实验仪器与材料1. 巨磁电阻实验仪2. GMR样品3. 磁场发生器4. 数字多用表5. 计算机及数据采集软件四、实验步骤1. 将GMR样品放置在磁场发生器中，调整磁场方向。
2. 通过数字多用表测量样品在不同磁场强度下的电阻值。
3. 记录数据，并绘制磁阻特性曲线。
4. 分析实验数据，探讨GMR效应的原理和应用。
五、实验结果与分析1. 磁阻特性曲线实验测得的GMR样品的磁阻特性曲线如图1所示。
从图中可以看出，当磁场方向平行于膜面时，样品的电阻率较低；当磁场方向垂直于膜面时，样品的电阻率较高。
图1 GMR样品的磁阻特性曲线2. 误差分析实验过程中可能存在的误差来源包括：（1）磁场发生器的磁场强度不稳定；（2）数字多用表的测量误差；（3）实验操作中的误差。
为了减小误差，可以采取以下措施：（1）确保磁场发生器的磁场强度稳定；（2）多次测量并取平均值；（3）提高实验操作的精度。
六、实验结论1. 通过实验验证了巨磁电阻效应的存在，并测量了GMR样品的磁阻特性曲线。
2. 磁阻特性曲线表明，当磁场方向平行于膜面时，样品的电阻率较低；当磁场方向垂直于膜面时，样品的电阻率较高。
磁阻效应综合实验报告
磁阻效应综合实验报告实验目的本实验旨在探究磁阻效应的基本原理和应用，通过实际操作和数据采集，加深对磁阻效应的理解。
实验原理磁阻效应是指当磁体在磁场中发生形变时，其电阻产生变化的现象。
这种现象是由材料磁导率的变化所引起的。
理论上，当磁场强度改变时，磁体的电阻值也会发生变化，即磁阻效应。
实验中使用了一种称为磁阻材料的变阻器元件，它由一种特殊的磁性材料制成，可以在外磁场的作用下，产生磁阻效应。
具体来说，磁阻材料在磁化作用下，会发生形变，从而改变其电阻数值。
实验工具和材料- 电源- 万用表- 磁阻材料变阻器实验步骤1. 将实验仪器接线连接好，保证电路连接正确。
2. 打开电源，调节电压，保证电流适中。
3. 使用万用表测量变阻器的电阻值，并记录下来。
4. 在变阻器的周围放置一个磁铁，使磁场作用于变阻器。
5. 再次测量变阻器的电阻值，并记录下来。
6. 移开磁铁，并记录下此时变阻器的电阻值。
实验结果与分析在实验过程中，我们分别测量了变阻器在有磁场和无磁场时的电阻值，并记录下来。
经过计算得到结果如下：实验次数无磁场电阻（Ω）有磁场电阻（Ω）1 100 952 105 1023 98 92通过计算可以看出，磁场的存在对变阻器的电阻值产生了明显的影响。
在有磁场的情况下，变阻器的电阻值普遍较小，说明磁场的作用导致了电阻的减小。
磁阻效应的实际应用非常广泛。
在实验中，我们可以通过测量变阻器的电阻变化，来判断磁场的存在，或者测量磁场的强度。
在实际生活中，磁阻效应也被广泛应用于传感器技术中，例如使用磁阻变阻器制作的压力传感器、位移传感器等。
实验结论通过本次实验，我们进一步了解了磁阻效应的原理和应用。
实验结果表明，磁场的存在会导致变阻器的电阻值发生变化，从而体现出磁阻效应。
磁阻效应在传感器技术中有广泛应用，具有较高的实用价值。
参考文献- 张三. 磁阻效应及其应用. 《物理实验教程》, 2010.- 李四. 磁阻效应的研究进展. 《物理学报》, 2015.。
磁电阻测量实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除磁电阻测量实验报告篇一：巨磁电阻实验报告实验报告班姓名张涛学号1003120505指导老师徐富新实验时间20XX年5月25日，第十三周，星期日篇二：_磁电阻特性_实验报告实验8-1Insb磁电阻特性研究【实验目的】1、掌握磁感应强度的测量方法；2、了解磁电阻的一些基本知识；3、测量和分析Insb材料磁电阻特性；【实验原理】磁电阻(magnetoResistance，mR)通常定义为?RR(0)?R(b)?R(0)R(0)（8-1-1）其中：R（0）是零外场下的电阻，R（b）是外场b下的电阻。
有时，上式也可以表示为目前，已被研究的磁性材料的磁电阻效应大致包括：由磁场直接引起的磁性材料的正常磁电阻、与技术磁化相联系的各向异性磁电阻、掺杂稀土氧化物中特大磁电阻、磁性多层膜和颗粒膜中特有的巨磁电阻、以及隧道磁电阻等。
图8-1-2列出了几种磁电阻阻值R随外磁场μ0h的变化形式。
在以上磁电阻效应中，正常磁电阻应用最为普遍。
图8-1-1几种典型的磁电阻效应正常磁电阻普遍存在于所有磁性与非磁性材料中，其来源于外磁场对载流子的洛仑兹力，它导致载流子运动发生偏转或产生螺旋运动，从而使载流子碰撞几率增加，造成电阻升高，因而，在正常磁电阻中，??//、??T和均为正，并且有?T??//。
正常磁电阻与外场的关系如图8-1-2所示。
在特定的温度，随外场的增加，在低场区域，正常磁电阻近似地与外场成平方关系。
对于单晶样品，在较高的磁场区域，??//显示了饱和的趋势(曲线图8-1-2Ｂ)，而??T和显示出各向异性，即随外场增加或正比于(曲线A)或趋于饱和(曲线b)。
对于多晶样品，在强场中，正常磁电阻则显示出与外场h的线性关系(曲线c)。
正常磁电阻的各项异性来源于费米面的褶皱。
如果设载流子速度为v，在洛仑兹力的作用下，沿外场方向作螺线运动，螺线的轴与b方向平行，则载流子围绕该轴的角速度即回旋频率ωc为：?c?eb??m?(8-1-2)式中m?是载流子的有效质量，μ是磁导率。
磁阻效应实验报告结论
一、实验目的本次实验旨在通过实验验证磁阻效应的基本原理，测量不同磁感应强度下导电材料的电阻变化，并分析磁阻效应在实际应用中的重要性。
二、实验原理磁阻效应是指导电材料的电阻值随磁感应强度变化的现象。
当导电材料受到磁场作用时，其电阻值会发生变化。
这种现象可以通过以下原理进行解释：1. 电流在导电材料中传输时，电子会受到洛伦兹力的作用，使得电子的运动轨迹发生偏转。
2. 当磁场方向与电流方向垂直时，电子的偏转轨迹会使得电阻增加；当磁场方向与电流方向平行时，电子的偏转轨迹会使得电阻减小。
3. 磁阻效应的大小与磁感应强度、导电材料的性质等因素有关。
三、实验方法1. 准备实验仪器：THPCZ-1型磁阻效应实验仪、THQCZ-1型磁阻效应测试仪等。
2. 将待测材料放置在实验仪中，调整磁感应强度，测量不同磁场下的电阻值。
3. 记录实验数据，绘制电阻随磁感应强度变化的曲线。
4. 分析实验结果，探讨磁阻效应在实际应用中的重要性。
四、实验结果与分析1. 实验数据表明，随着磁感应强度的增加，待测材料的电阻值呈现出先减小后增大的趋势。
在磁感应强度较小时，电阻值随磁感应强度的增加而减小；在磁感应强度较大时，电阻值随磁感应强度的增加而增大。
2. 实验结果与磁阻效应的基本原理相符。
当磁感应强度较小时，电子的偏转轨迹较短，电阻减小；当磁感应强度较大时，电子的偏转轨迹较长，电阻增大。
3. 通过实验数据分析，可以得出以下结论：（1）磁阻效应在磁感应强度较小时表现出显著的电阻减小现象，有利于提高导电材料的导电性能。
（2）磁阻效应在磁感应强度较大时表现出显著的电阻增大现象，有利于提高导电材料的磁性能。
（3）磁阻效应在实际应用中具有广泛的应用前景，如磁阻传感器、磁阻开关等。
五、实验结论1. 本实验成功验证了磁阻效应的基本原理，并测量了不同磁感应强度下导电材料的电阻变化。
2. 实验结果表明，磁阻效应在磁感应强度较小时表现出显著的电阻减小现象，在磁感应强度较大时表现出显著的电阻增大现象。
磁电阻效应实验报告
磁电阻效应实验报告磁电阻效应实验报告引言：磁电阻效应是指材料在外加磁场下，电阻发生变化的现象。
这种效应被广泛应用于磁存储器、磁传感器等领域。
本实验旨在通过测量磁电阻效应来探究材料的磁性质及其在应用中的潜力。
实验目的：1. 了解磁电阻效应的基本原理；2. 掌握磁电阻效应实验的操作方法；3. 分析不同材料的磁电阻特性。
实验器材：1. 磁电阻测量仪；2. 不同材料的磁电阻样品。
实验步骤：1. 将磁电阻测量仪连接到计算机，并进行校准；2. 准备不同材料的磁电阻样品，确保其表面清洁；3. 将样品放置在测量仪的夹持装置中；4. 通过软件控制，逐渐增加外加磁场的强度，记录相应的电阻值；5. 根据实验结果，分析材料的磁电阻特性。
实验结果与分析：在实验中，我们选择了三种不同材料的磁电阻样品进行测量。
分别是铁、镍和铜。
通过实验测量，我们得到了它们在不同磁场强度下的电阻变化曲线。
在外加磁场逐渐增加的过程中，铁样品的电阻值呈现出明显的变化。
当磁场强度达到一定值后，电阻值开始急剧下降。
这是由于铁材料具有较强的磁性，外加磁场使得材料内部的磁矩重新排列，导致电子在材料中的运动受到阻碍，从而使电阻值减小。
镍样品：与铁样品相比，镍样品在外加磁场下的电阻变化相对较小。
在磁场强度逐渐增加的过程中，电阻值有轻微的波动，但整体趋势并没有明显的变化。
这是因为镍材料的磁性较弱，外加磁场对材料内部的磁矩排列影响较小，电子运动的阻碍程度也较小，因此电阻值的变化不明显。
铜样品：与铁、镍样品不同，铜样品在外加磁场下的电阻几乎没有变化。
这是因为铜是一种非磁性材料，外加磁场对其内部磁矩排列没有明显影响，电子的运动也没有受到阻碍，因此电阻值保持不变。
结论：通过本次实验，我们对磁电阻效应有了更深入的了解。
不同材料的磁电阻特性差异明显，这为磁存储器、磁传感器等领域的应用提供了理论依据。
铁材料的磁电阻效应最为显著，可以作为磁存储器中的重要元件。
而非磁性材料如铜则可以用于磁隔离层等应用。
磁阻传感器实验报告
磁阻传感器实验报告摘要：磁阻传感器是一种常用的传感器类型，可以测量物体相对位置和运动的变化。
本实验通过使用磁阻传感器来测量物体的位移，并探究磁阻传感器的工作原理和性能。
实验结果表明，磁阻传感器在测量精度、灵敏度和稳定性方面均表现优秀。
引言：实验目的：1.了解磁阻传感器的工作原理；2.探究磁阻传感器在位置测量方面的性能；3.分析磁阻传感器的线性度和响应时间。
实验方法：1.准备实验材料：磁阻传感器、磁性物体、直流电源、电压表、电阻箱等；2.按照实验装置图搭建实验电路，将磁阻传感器连接到电压表上；3.调节电源输出电压，使电压表读数在磁阻传感器的测量范围内；4.将磁性物体放置在磁阻传感器的测量范围内，并记录电压表的读数；5.移动磁性物体，记录不同位置下的电压表读数；6.对实验数据进行处理和分析。
实验结果：在本实验中，我们对磁阻传感器进行了测试，并记录了相关的实验数据。
通过处理数据，得到以下结果：1.在不同位置下，磁阻传感器的电压输出值呈现线性关系。
实验数据经过拟合，得到了电压输出与位置之间的线性方程。
2.在相同位置下，磁阻传感器的电压输出值具有较高的重复性和稳定性。
重复测量的结果非常接近，证明磁阻传感器的测量误差较小。
3.磁阻传感器的响应时间较短，可以实时检测到磁性物体的位置变化。
讨论与分析：实验结果表明，磁阻传感器在测量精度、灵敏度和稳定性方面表现良好。
其响应时间较短，可以适用于对位置变化要求较高的实时监测场景。
此外，磁阻传感器还具有体积小、重量轻、易于安装和使用的特点，在实际应用中具有广泛的应用前景。
结论：通过本实验，我们对磁阻传感器的工作原理和性能有了更深入的了解。
磁阻传感器在测量物体位置和运动方面表现出很好的线性度、响应时间和稳定性。
在实际应用中，磁阻传感器可以用于测量物体位置变化、物体运动速度等物理量的检测。
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竭诚为您提供优质文档/双击可除磁电阻测量实验报告
篇一：巨磁电阻实验报告
实验报告班
姓名张涛学号1003120505指导老师徐富新
实验时间20XX年5月25日，第十三周，星期日
篇二：_磁电阻特性_实验报告
实验8-1Insb磁电阻特性研究
【实验目的】
1、掌握磁感应强度的测量方法；
2、了解磁电阻的一些基本知识；
3、测量和分析Insb材料磁电阻特性；【实验原理】
磁电阻(magnetoResistance，mR)通常定义为
?RR(0)
?
R(b)?R(0)
R(0)
（8-1-1）
其中：R（0）是零外场下的电阻，R（b）是外场b下的电阻。
有时，上式也可以表示为目前，已被研究的磁性材料的磁电阻效应大致包括：由磁场直接引起的磁性材料的正常磁电阻、与技术磁化相联系的各向异性磁电阻、掺杂稀土氧化物中特大磁电阻、磁性多层膜和颗粒膜中特有的巨磁电阻、以及隧道磁电阻等。
图8-1-2列出了几种磁电阻阻值R随外磁场μ0h的变化形式。
在以上磁电阻效应中，正常磁电阻应用最为普遍。
图8-1-1几种典型的磁电阻效应
正常磁电阻普遍存在于所有磁性与非磁性材料中，其来源于外磁场对载流子的洛仑兹力，它导致载流子运动发生偏转或产生螺旋运动，从而使载流子碰撞几率增加，造成电阻升高，因而，在正常磁电阻中，??//、??T和均为正，并且有?T??//。
正常磁电阻与外场的关系如图8-1-2所示。
在特定的温度，随外场的增加，在低场区域，正常磁电阻近似地与外场成平方关系。
对于单晶样品，在较高的磁场区域，??//显示了饱和的趋势(曲线
图8-1-2
Ｂ)，而??T和显示出各向异性，即随外场增加或正
比于(曲线A)或趋于饱和(曲线b)。
对于多晶样品，在强场
中，正常磁电阻则显示出与外场h的线性关系(曲线c)。
正常磁电阻的各项异性来源于费米面的褶皱。
如果设载流子速度为v，在洛仑兹力的作用下，沿外场方向作螺线运动，螺线的轴与b方向平行，则载流子围绕该轴的角速度即回旋频率ωc为：
?c?
eb
?
?m
?
(8-1-2)
式中m?是载流子的有效质量，μ是磁导率。
由于散射和碰撞，载流子绕轴回转的平均角度为：
?c??c??
b?
?ne
(8-1-3)
2?
其中：?0是电导率，为?0?ne?m，n是载流子的密度(cm-3),?为驰豫时间，即载流子
经过两次碰撞的平均时间。
很明显，只有当?c?1，才能观察到正常磁电阻。
应注意到?c?1只是正常磁电阻出现的判
据，并不保证满足该条件下都能观察到正常磁电阻。
以cu
为例，室温下(237K)，n=8.5?10?c?8.3?10
?3
28
cm
?3
7
，?0?6.4?10?
?1
m
?1
，根据(8-1-3)式，可得
A／m]的磁场，这在
?。
要满足?c?1，需要大于1200Koe[1oe=1000/4
目前是难以达到的，因此在室温下观察不到磁电阻。
为了在室温和较低磁场条件下，观察到正常磁电阻，通常采用半导体材料。
实验中我们要研究的Insb传感器就属于此种。
【实验仪器】
mR-1型磁电阻效应测量装置（上海大学），“励磁恒流输出”控制磁场大小，“恒流输出”控制gaAs霍尔元件和Insb 磁电阻元件的工作电流。
当K1、K2合向上方，K3断开时，“电压输入”窗口显示gaAs霍尔元件的霍尔电压（u1），“恒
流输出”窗口显示gaAs霍尔元件的工作电流（I1）；当K1、K2合向下方，K3合上时，“电压输入”窗口显示Insb磁电阻元件的电压（u2），“恒流输出”窗口显示Insb磁电阻元件的工作电流（I2）。
磁感应强度b由下式给出
b?
u1kI1
（8-1-5）
其中k为常数，不同的霍尔元件k不同。
k的值标注于仪器上。
【实验内容】
1、测定磁感应强度和磁电阻大小的对应关系，绘制关系曲线。
励磁电流在0到600mA之间，每隔30mA测一点。
测量时，要先测Insb磁电阻元件的电压（u2）和工作电流（I2），而且，对于每个励磁电流，都应保持u2（800mV）基本恒定，以及gaAs霍尔元件与Insb磁电阻元件在磁极间的位置基本相同。
2、研究Insb磁电阻在磁感应强度和磁电阻变化的关系曲线，分段（b0.14T）进行曲线拟合。
【数据处理】
1、磁感应强度b与磁电阻关系曲线
已知磁感应强度b满足b?
u1kI1
，磁电阻可由R（b）=u2/I2，
?RR(0)
?
R(b)?R(0)
R(0)
求
得，那么可得磁感应强度b与磁电阻数据，如表1所示。
表1磁感应强度与磁电阻数据
图1磁感应强度与磁电阻关系曲线
2、对磁感应强度与磁电阻关系曲线分段拟合对图1中的曲线进行分段拟合,如图2所示。
图2分段拟合曲线
根据拟合结果可知：
【思考讨论】
1、试举例说明磁电阻效应的应用。
由于磁电阻的大小随磁场的改变而改变，可以制成类似霍尔原件的器件来测磁场强度的大小；根据巨磁电阻变化显著的特性可以在信息存储方面有所应用，如硬盘。
2、如果磁场为交变形式，分析磁电阻元件电阻随磁感应强度的变化情况。
当磁场变化频率不高时，磁电阻会随电场的改变而缓慢改变；当外磁场变化频率较高时，载流子的运动需要一定时
间。
外场不断变化会导致载流子无法迅速的移动，无法形成稳定的霍尔电场，载流子通过数目增加，磁电阻减小。
3、注意事项。
霍尔原件与lnsb原件的位置相对固定且磁场相同，保
证霍尔原件所测得的磁场与lnsb原件所处磁场相同。
每次
改变励磁电流都要保证，lnsb原件的电压为800V基本不变。
当b0.30T时，拟合方程为y=2.543x+0.269
【原始数据】
霍尔元件灵敏度为K=174mV/mAT
篇三：磁阻效应实验报告
近代物理实验报告
专业20XX级应用物理学班级（2）指导教师彭云雄姓名同组人
实验时间20XX年12月23日实验地点K7-108实验名称磁阻效应实验
一、实验目的
1、
2、
3、
4、测量电磁铁的磁感应强度与励磁电流的关系和电磁
铁磁场分布。
测量锑化铟传感器的电阻与磁感应强度的关系。
作出锑化铟传感器的电阻变化与磁感应强度的关系曲线。
对。