巨磁阻抗效应及其应用

近年来在FeCoSiB等非晶和纳米晶丝带中发现了巨磁阻抗效应，由于其灵敏度高，因而在磁传感器技术中有巨大的应用前景，受到国内外专家的广泛关注。本文简单介绍了巨磁阻抗效应的原理，并结合近年来具有巨磁阻抗效应的非晶和纳米晶铁磁合金的应用研究进展情况，提出了巨磁阻抗效应可能广泛应用的领域。     

铁基纳米晶玻璃包裹丝的直径对巨磁阻抗效应的影响

采用高频感应加热熔融拉引法制备F_e73.5C_u1Nb₃Si_13.5B₉玻璃包裹合金非晶丝，其中金属芯的直径为16～50 μm，经570 ℃退火处理得到具有最佳软磁性能的玻璃包裹纳米晶丝.研究其巨磁阻抗效应，发现随金属芯直径的增大，丝的磁阻抗变化先增大后减小，在30 μm时具有最大磁阻抗变化为251%.     

驱动方式对玻璃包裹铁基纳米晶丝巨磁阻抗(GMI)效应的影响

用HP4294A型阻抗分析仪测量了不同直径的玻璃包裹铁基纳米晶丝在2种驱动方式下的巨磁阻抗.结果发现,纵向和环向2种驱动方式下晶丝的最佳退火温度分别为580℃和560℃.2种驱动方式下,巨磁阻抗比值都随细丝直径的增大而增大;环向驱动方式下,巨磁阻抗频谱曲线峰值对应的驱动频率随细丝直径的增大而减小;纵向驱动方式下,不同直径晶丝的巨磁阻抗频谱曲线峰位频率没有明显的变化.     

复合玻璃包裹纳米晶细丝的巨磁阻抗效应

采用磁控溅射法在铁基纳米晶玻璃包裹丝外沉积铜层,研究了细丝在驱动电流流过不同层的巨磁阻抗效应．结果表明,沉积铜层后会使细丝的磁阻抗比最大值向低频段移动,并且发现当电流同时流入铜层和铁磁层时,在1MHz时就有明显的磁阻抗效应．这与导电层和铁磁层之间存在电磁相互作用有关．     

纳米晶软磁材料的磁性与巨磁阻抗效应

介绍了国内外纳米晶软磁FINEMET合金的制备方法、软磁特性、巨磁阻抗效应和物理机制,尤其对巨磁阻抗效应的研究、应用及展望作了较详细的评述．     

磁致频移对Fe基纳米晶巨磁阻抗效应影响的研究

研究了Fe基纳米晶粉芯线圈与电容并联成LC回路的共振频率，fr)随外加磁场变化的特性，讨论了磁致频移对Fe基纳米晶巨磁阻抗效应的影响，认为在纵向驱动巨磁阻抗效应中，磁致频移对Fe基纳米晶巨磁阻抗有十分灵敏的影响。     

巨磁阻抗效应及其应用

近年来在FeCoSiB等非晶和纳米晶丝带中发现了巨磁阻抗效应,由于其灵敏度高,因而在磁传感器技术中有巨大的应用前景,受到国内外专家的广泛关注 本文简单介绍了巨磁阻抗效应的原理,并结合近年来具有巨磁阻抗效应的非晶和纳米晶铁磁合金的应用研究进展情况,提出了巨磁阻抗效应可能广泛应用的领域     

纵向驱动巨磁阻抗效应的解释

测定了Fe73 Cu1 Nb1 .5V2 Si1 3 .5B9纳米微晶带纵向驱动磁阻抗的相频曲线和不同频率的相位随外磁场变化的曲线 .从相频曲线的峰位可确定出样品趋肤效应的临界频率 .从临界频率随外磁场的变化 ,解释了纵向驱动巨磁阻抗效应与趋肤效应的关系 .从不同频率驱动场下磁阻抗的相位随外磁场变化的规律得出 ,低频纵向驱动巨磁阻抗效应是磁电感效应 ,与磁损耗相应的 μ″随外磁场的变化是引起高频纵向驱动巨磁阻抗效应的重要原因 .     

预退火对Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶合金巨磁阻抗效应的影响

用HP4294A型阻抗分析仪测量了经不同温度预退火后再540℃退火的Fe73.5Cu1Nb3S i13.5B9纳米晶合金薄带的巨磁阻抗,并结合XRD衍射图谱和AFM图谱,研究了预退火对纳米晶介观结构的影响.结果发现,200℃、300℃和400℃预退火处理40 m in对随后540℃退火的Fe73.5Cu1Nb3S i13.5B9薄带-αFe(S i)纳米晶介观结构产生了影响,颗粒团聚优势明显减弱,横向各向异性场减小,巨磁阻抗比得到了显著的提高.     

外镀铜层玻璃包裹丝的巨磁阻抗效应

首先利用高频感应加热熔融拉丝法制备了Fe_(73.0)Cu_(1.0)Nb_(2.0)Si_(13.5)B_(9.0)玻璃包裹非晶丝;然后在氮气保护下480～650℃之间退火0.5 h;最后利用化学镀方法在570℃退火的玻璃包裹丝上沉积了一层铜,构成复合结构丝.利用扫描电镜测量了材料的几何尺寸,研究了玻璃包裹丝退火前后及复合结构丝的巨磁阻抗效应.结果表明,材料的软磁特性改善提高了材料的磁阻抗比,铜层与磁性层之间的电磁相互作用也影响磁阻抗比.     

非晶Co基软磁合金巨磁阻抗效应研究

巨磁阻抗可应用于微型高灵敏度磁传感器．我们研究了三种非晶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．其中成分为Ｃｏ７０Ｆｅ４．５Ｎｉ４Ｎｂ１Ｓｉ１２．５Ｂ８的非晶合金带的效应最显著,制备态非晶样品在频率为 ５ＭＨｚ下达 １２０％左右,经过退火处理的非晶样品在 ５ＭＨｚ下的效应可达４００％左右。     

FeNi软磁镀层巨磁阻抗效应的研究

用异常共沉积电镀的方法,在ＢｅＣｕ基片上镀制Ｆｅ２０＋δＮｉ８０－δ镀层,主要研究阴极电流密度和电镀时间对镀层的磁性和磁阻抗效应的影响,ＦｅＮｉ镀层的磁阻抗特性同材料的软磁性能密切相关,观察到最大的磁阻抗效应达３５％。     

软磁纳米晶丝的巨应力阻抗和巨扭矩阻抗效应

在频率f=1MHz和纵向直流磁场H=0～±11．2kA／m下,分别测量了Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶丝（由非晶退火而得）在外加应力（σ=0～157MPa）及扭矩（ξ=0～62．8rad／m）作用下的磁阻抗效应分别为-35％和-66％。基于感生磁弹性各向异性的概念,对应力阻抗效应和扭矩阻抗效应进行了理论分析。与实验结果的对比表明,阻抗随应力和扭矩的改变可由感生各向异性模型来解释。     

Fe63.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶和纳米晶合金的巨磁阻抗效应

研究了退火处理引起结构上的变化对Fe63.5Cr10Cu1Nb13.5B9非晶合金磁阻抗效应的影响,实验结果的分析表明,在测量的频段（0．2－10MHz)内巨磁阻抗效应可归因于偏置场引起的环向磁化率的改变,良好的软磁性是获得大的磁阻抗效应的重要条件。     

纵向驱动巨磁阻抗效应的研究进展

对纵向驱动巨磁阻抗(LDGMI)效应的特性、原理及应用技术的研究进行了综述,对学术界存在争议的LDGMI效应和巨磁阻抗(GMI)效应基本物理机制问题进行了评析.认为LDGMI效应和GMI效应的区别在于工作模式不同,而基本物理机制相同,在应用开发中两者各有优缺点,相互可以形成互补关系,而LDGMI效应相比GMI效应具有灵敏度更高、可靠性更高、适应性更灵活等优点,在新型磁敏传感器和新型磁性能测量仪器开发应用中LDGMI效应会发挥独特的优势.LDGMI效应前景光明,值得业界关注.     

LC共振增强巨磁阻抗效应

通过一种新的方法，直接在Fe基玻璃包裹丝外溅射一层铜.研究发现，玻璃绝缘层在复合结构丝中充当电介质的作用，内芯层与外层铜耦合形成附加电容，从而使复合丝形成LC回路,其巨磁阻抗效应从原先的250％增强到330％.通过改变外铜层长度，研究了共振频率对巨磁阻抗效应的影响.     

纵向驱动巨磁阻抗效应的相位特性

作者测定了９８ＭＰａ应力退火生成的Ｆｅ７３Ｃｕ１Ｎｂ１．５Ｖ２Ｓｉ１３．５Ｂ９纳米微晶带纵向驱动微磁阻抗的相频曲线和不同频率的相位随外磁场变化的规律。从相频曲线的峰位可确定样品的特征频率。从不同频率驱动场下磁阻抗的相位随外磁场变化的规律,说明了纵向驱动巨磁阻抗效应在小于特征频率时是磁电感效应,大于特征频率时是磁阻抗效应,且在高频时主要是与畴壁移动磁化的阻尼而引起的磁损耗密切有关。     

三明治多层膜中巨磁阻抗效应理论研究

利用一定边界条件下的Maxwell方程和修正的Landau_Lifshitz_Gilbert方程,对磁性层/非磁性层/磁性层(M/C/M)三明治多层膜中出现的巨磁阻抗效应进行了理论分析.对于单轴横向磁各向异性三明治膜,在考虑了各向异性场的交变部分的基础上,得到了阻抗与频率、外磁场、各向异性场、电导率、厚度等因素之间的关系.着重讨论了,磁性层和非磁性层薄膜厚度的优化问题.当GMI效应达到峰值时,非磁性层在薄膜总厚度中所占的比例与各向异性场Ha的大小、薄膜的总厚度以及非磁性层与磁性层电导率σ1/σ2比值有关.为实验上设计三明治模型提供了一个数值参考.     

纵向驱动纳米微晶玻璃包裹丝的巨磁阻抗效应

采用高频感应加热熔融拉引法制备Fe_73.0Cu_1.0Nb_1.5V_2.0Si_13.5B_9.0 非晶玻璃包裹细丝,经适当温度退火处理得到纳米微晶丝。首次研究了样品在纵向驱动方式下的巨磁阻抗效应,发现T=570℃下退火得到的样品,在驱动电流频率f=300kHz时其最大磁阻抗变化可达1020%.     

化学镀BeCu/NiFeB丝巨磁阻抗效应研究

用化学镀的方法,在100 μm BeCu丝上沉积了NiFeB薄膜镀层.研究了退火温度和驱动电流频率对样品巨磁阻抗效应的影响.观察到200 ℃退火后样品最大巨磁阻抗效应为33％.在BeCu丝与NiFeB镀层之间加入绝缘层后,最大巨磁阻抗效应提高到83％.