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[交流]
【求助】磁化率与电压或电阻率之间的关系？
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有哪位知道磁化率和电压或电阻率之间有什么具体的关系啊？我现在在做一个仪器，是关于地磁感应方面的，需要用到磁化率和电压或电阻率之间的关系，希望得到一定的帮助。谢谢。 [ Last edited by SHY31 on 2008-7-24 at 09:10 ] |
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[转帖]新型磁电阻的发现 激动人心的技术前景 在大约20年前，我们完全不可想象一个普通的家用电脑可以达到80GM的磁盘容量，也不能想象通过一个袖珍U盘可以随身携带几百MB的电子文件。在计算机存储技术的更新换代过程中，新的磁电阻（magneto-resistance）效应的发现与应用起到了至关重要的推动作用。 计算机的内存组件首先要实现“0”，“1”二进制数据的表达，还要将数量众多的存储单元以一定的规则组织起来，形成一套可随机寻址并进行读写操作的逻辑组织，也就是芯片的架构。在理论上，原子中的电子自旋有两个不同方向，可以分别来表示“0”和“1”，但在实际应用中必须以技术手段让计算机识别这两种自旋状态。磁电阻效应可以使物质的电阻在不同磁场中产生足够的变化，导致足够明显的输出电流差异。这样，电子不同的自旋态所产生的磁场性质差异，就可以通过电流大小变化被表达出来，电脑可以将不同的电流强度识别为“0”和“1” 的数值状态。在过去十多年中，已经发现了三种技术上可行的磁电阻：“巨磁电阻”（Giant Magneto-Resistive，GMR）、“超巨磁电阻”（Colossal Magneto-Resistance，CMR）和“穿隧磁电阻”（Tunneling Magneto-Resistive，TMR）。它们都具有三层结构：上下两层为磁性层引发电子自旋、产生磁场的层级；中间为非磁性层，其功能是产生变化的电阻。不同类型的磁电阻的非磁性层所使用的材料有所不同：GMR使用的是金属铜，CMR使用的是稀土锰氧化物，TMR则是使用氧化铝。 今年7月号的《科学美国人》发表了著名实验物理学家塞林（Stuart A. Solin）的一篇报告，宣布他的研究小组发现了一种新型的磁电阻，命名为“Extraordinary Magneto-Resistance”（EMR），中文似可译作“特异磁电阻”。这可能会在未来几年内再次推动计算机技术的革命。【1】 科学史上的许多发现来自偶然的机遇。塞林教授说，他们对EMR的发现完全是一次意外的收获。早在1995年，塞林领导的小组开始从事一项半导体物理学的研究。他们试图探索一种由镓的砷化物与镓、铝砷化物所构成的“半导体超晶格”的微电子结构性质，尤其是观察这种超晶格中砷化物层的厚度与电阻之间的关系。他们意外地发现，当磁场强度提高时，这个超晶格的电阻会急剧上升。这类现象通常发生在磁性物质中，而他们研究的超晶格完全由非磁性物质构成。由于磁电阻的变化率是如此突出，塞林决定立即重新规划研究方向，将重点转移到磁电阻效应的探索。经过几年的努力，他们确定了这一新的磁电阻效应的性质，并发展出如何以非磁性物质的简单结构获得磁电阻效应的理论。由于他们的设计在室温下获得的磁电阻效应可以高达目前已知设计的几千倍，所以命名为“特异”（Extraordinary）磁电阻。 EMR的发现具有激动人心的广泛技术应用前景，可以用于所有需要精密磁场传感器的技术领域，包括超高密度的数据读写、自动控制系统、医疗设备以及家用电器等。就电脑存储技术而言，EMR与目前被广泛应用于硬盘读写磁头的GMR相比具有明显的优势。由于GMR的中间层使用的是金属铜，容易在两层交界处产生电子漫游现象，对磁场造成干扰，这对于高速内存系统的运行会构成功能障碍。而EMR不仅在运行速度上可以比GMR高得多，而且由于它的读写头不包含磁性物质，噪音干扰水平也会比GMR低得多，从而能够获得更完善的运行功能。 |
2楼2008-07-21 03:52:50
提供有关电子器件(GMR磁场传感器的工作原理 )
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GMR磁场传感器的工作原理 巨磁电阻（GMR）效应是1988年发现的一种磁致电阻效应，由于相对于传统的磁电阻效应大一个数量级以上，因此名为巨磁电阻(Giant Magnetoresistanc)，简称GMR。1. 巨磁电阻（GMR）原理，见图一。 巨磁电阻（GMR）效应来自于载流电子的不同自旋状态与磁场的作用不同，因而导致的电阻值的变化。这种效应只有在纳米尺度的薄膜结构中才能观测出来。赋以特殊的结构设计这种效应还可以调整以适应各种不同的性能需要。2. 巨磁电阻（GMR）传感器原理，见图二。 巨磁电阻（GMR）传感器将四个巨磁电阻（GMR）构成惠斯登电桥结构，该结构可以减少外界环境对传感器输出稳定性的影响，增加传感器灵敏度。工作时图中“电流输入端”接5V~20V的稳压电压，“输出端”在外磁场作用下即输出电压信号。 3. 巨磁电阻（GMR）传感器性能，见图三，表一。 图三所示为巨磁电阻（GMR）传感器在外场中的性能曲线，表明该传感器在±200Oe的磁场范围类有较好的线性。 表一所示为国际上各公司生产的巨磁电阻（GMR）传感器的性能对照，表中标注有（库万军）处为本公司产品。对比表明本公司的产品无论灵敏度或线性范围都有较大的优越性，而且本公司产品性能仍在不停的丰富和完善过程中。更为重要的是，本公司产品采用特殊的结构，适宜于采用半导体集成化规模生产，因此生产成本低。 图3 巨磁电阻（GMR）传感器在外场下的性能曲线 表一 各公司巨磁电阻（GMR）传感器性能对照 灵敏度（mV/V*Oe） 线性范围 （Oe） 结构及材料 偏磁技术 IBM 0.8 ±25 SPIN-VALVE 设置电流 NVE 0.45 ±135 Co/Cu多层膜 外置偏磁铁 Honeywell 1 ±6 NiFe film (AMR) EPFL-CH 0.024 ±150 聚磁通霍尔元件 INESC 0.6 ±30 SPIN-VALVE 设置电流 INESC（库万军） 0.21 ±135 NiFe/CoFe/Cu多层膜 CoFe/CoPt 双层膜 INESC（库万军） 0.17 ±200 NiFe/CoFe/Cu多层膜 CoPt膜（两矫顽力） INESC（库万军） 1.3 ±20 SPIN-VALVE 两次沉积 INESC（库万军） 探测磁场X-Y分量的集成元件 INESC（库万军） 数字 、脉冲型 3. 产品使用说明a . 巨磁电阻（GMR）传感器作为一种有源器件，其工作必须提供5~20V的直流电源。而且该电源的稳定性直接影响传感器的测试精度，因此要求以稳压电源提供；使用中也应避免过电压供电；b . 巨磁电阻（GMR）传感器作为一种高精度的磁敏传感器，对使用磁环境也有一定的要求，其型号选用应根据使用环境的磁场大小来决定；c. 巨磁电阻（GMR）传感器对磁场的灵敏度与方向有关。其外形结构上标注的敏感轴为传感器对磁场最为灵敏的方向，参见图四。当不平行时，灵敏度降低，其关系为 Sθ=S0COSθ 其中Sθ为磁场方向与传感器敏感轴间的夹角为θ时的灵敏度，S0为磁场方向与传感器敏感轴平行时的灵敏度。 图4 巨磁电阻（GMR）传感器外形结构及接线图 d. 对于输出特性相对于外磁场为偶函数时，则将传感器作为测量使用时需要外加偏置磁场。理想情况偏置磁 场的大小为传感器保持线性范围磁场的1/2。 无法贴图遗憾!!发邮件:yangliren1944@163.com转給． |
3楼2008-07-21 04:12:22
