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     

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。     

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。     

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．     

真空蒸镀法制备巨磁阻抗材料

采用真空蒸镀法在玻璃基片上制备具有巨磁阻抗效应的单层FeS iB薄膜.通过改变驱动电流方向和外磁场方向,得到4种测量巨磁阻抗效应的方式.通过比较发现,只有当外加磁场和单轴磁各向异性方向垂直时才有比较明显的巨磁阻抗效应的出现,并比较了磁各向同性和磁各向异性FeS iB薄膜的巨磁阻抗效应.验证了用真空蒸镀法能够制备具有巨磁阻抗效应材料的可行性.     

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.     

Ni80F20复合结构多层膜的巨磁阻抗效应研究

用磁控溅射法在载玻片上制备了(Ni80Fe20/SiO2)n/Cu/(SiO2/Ni80Fe20)n复合结构多层膜,并对其巨磁阻抗效应进行了研究.研究结果表明,采用多组双层结构(n＞1)后,样品的巨磁阻抗效应明显增大;当n=3时,观测到最大的纵向巨磁阻抗(LMI)效应为10.81%,最大的横向巨磁阻抗(TMI)效应为17.08%.当n=4,5时,巨磁阻抗效应比n=3时略有减小.由XRD谱和磁滞回线等,研究了双层结构(Ni80Fe20/SiO2)循环次数n引起的样品材料晶体结构和磁性能等变化,以及对样品巨磁阻抗效应的影响.     

基于巨磁阻抗效应表征材料磁结构的模型

研究了一种可用于磁结构表征的基于巨磁阻抗效应分析材料磁结构的模型.在建立巨磁阻抗效应与简化磁结构对应关系模型的基础上,结合磁化矢量正交分解手段,通过调节巨磁阻抗效应与简化磁结构对应关系模型特征参量的方法,获得了各种形状的巨磁阻抗曲线,根据拟合得到的解叠子谱特征,可获知材料内部磁结构的组成和特征.研究结果对于磁性材料内部磁结构的新型表征方法及其内部结构的控制具有重要的意义.     

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．     

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％.     

电流退火CuBe/绝缘层/NiCoP复合结构丝的磁化特性和巨磁阻抗效应

用化学镀的方法制备了CuBe/绝缘层/NiCoP复合结构丝,用2 A直流电流退火2 min.研究了退火对样品巨磁阻抗效应的影响,发现退火大幅度提高了样品的巨磁阻抗效应,最大磁阻抗比率ΔZ/Z由制备态时的42.3%提高到693.1%,增加了15.4倍.利用复数磁导率和等效电路研究了样品的磁化特性,并对电流退火增强复合结构丝巨磁阻抗效应的机理作了分析.电流退火消除内应力且改变样品的磁结构,使得退火样品的Δμ′和Δμ″远大于制备态样品,增强了样品的巨磁阻抗效应.     

真空退火对Co_(81.5)Fe_(4.5)Mo_2B_(12)玻璃包裹丝巨磁阻抗效应的影响

采用高频感应加热熔融快淬法制备了Co_(81.5)Fe_(4.5)Mo_2B_(12)玻璃包裹丝,研究了真空条件下退火对细丝巨磁阻抗效应及非对称性的影响.结果显示,随着退火温度的升高,玻璃包裹丝的巨磁阻抗效应先增大后减小.退火温度为250℃时,巨磁阻抗效应最明显;退火后样品的磁阻抗曲线对称性大都有所改善;退火温度为330℃时,磁阻抗曲线对称性遭到破坏,可能是磁各向异性降低所引起的.     

碳基/软磁合金复合材料的巨磁阻抗效应研究进展

传统巨磁阻抗材料重量大、成本高、功能单一.将软磁合金材料与新型碳材料(碳纤维、石墨烯)进行复合,保证巨磁阻抗效应高灵敏度的同时,兼顾碳材料的诸多优势.针对两类典型碳材料,分别研究其与Fe基软磁合金组成的复合材料的结构、静态磁性、巨磁阻抗特性,并将该类新型材料的巨磁阻抗性能与传统材料进行对比.结果发现:软磁合金包裹的碳纤维丝的巨磁阻抗效应优异;石墨/Fe Ni合金组成的层状结构复合材料能够在低频下获得优异的巨磁阻抗性能.     

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 .     

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。     

非晶FeCuNbSiB多层膜的巨磁阻抗效应

研究在250℃退火温度下非晶FeCuNbSiB薄膜的巨磁阻抗效应.X-ray谱和Mossbauer谱显示样品为非晶状态.导电层的厚度为2 μm,磁性层的厚度为1 μm.三明治结构的最大阻抗效应为20%.为了提高巨磁阻抗效应,在两磁性层之间加入了绝缘层SiO2,在250℃退火温度下最大阻抗效应为62%.随着驱动电流频率的增大,磁阻抗效应曲线由随磁场的单调下降变为出现峰的结构.     

Ni80Fe20复合结构多层膜的巨磁阻抗效应研究

用磁控溅射法在载玻片上制备了(Ni₈₀Fe₂₀/SiO₂)_n/Cu/(SiO₂/Ni₈₀Fe₂₀)_n复合结构多层膜， 并对其巨磁阻抗效应进行了研究.研究结果表明，采用多组双层结构(n>1)后，样品的巨磁阻抗效应明显增大；当n=3时，观测到最大的纵向巨磁阻抗(LMI)效应为10.81%，最大的横向巨磁阻抗(TMI)效应为17.08%.当n=4,5时，巨磁阻抗效应比n=3时略有减小. 由XRD谱和磁滞回线等，研究了双层结构(Ni₈₀Fe₂₀/SiO₂)循环次数n引起的样品材料晶体结构和磁性能等变化，以及对样品巨磁阻抗效应的影响.     

非晶FeCuNbSiB多层膜的巨磁阻抗效应(英)

研究在250℃退火温度下非晶FeCuNbSiB薄膜的巨磁阻抗效应.X-ray谱和Mössbauer谱显示样品为非晶状态.导电层的厚度为2μm，磁性层的厚度为1μm.三明治结构的最大阻抗效应为20%.为了提高巨磁阻抗效应，在两磁性层之间加入了绝缘层SiO₂，在250℃退火温度下最大阻抗效应为62%.随着驱动电流频率的增大，磁阻抗效应曲线由随磁场的单调下降变为出现峰的结构.     

焦耳热调制CoFe基微丝的GMI与畴结构相关性分析

采用常规焦耳热退火调制熔体抽拉Co68.15Fe4.35Si12.25B13.75Nb1Cu0.5非晶微丝的巨磁阻抗效应,并观测不同电流幅值(0 mA～100 mA)退火后微丝表面磁畴结构,分析其磁阻抗性能与畴结构的相关性,以此提出表征微丝GMI效应的一种方法.研究结果表明:随着退火电流幅值的增大,磁阻抗效应比值呈现先增大后减少的变化规律.制备态时,微丝内部残余较大径向应力,表面周向畴较弱,磁阻抗效应较低.80 mA焦耳热退火后,其表面周向畴规则分布,阻抗比值[Z/Z0]max(％)值达到114.0％,对应的场响应灵敏度为127.7％/0e;100 mA焦耳热退火后,大量焦耳热促使微丝内部局域晶化较明显,其磁畴壁出现钉扎现象,周向畴被破坏,阻抗性能降低.     

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。