隨著信息時代的快速發(fā)展,磁場傳感器作為在信息的探測、轉(zhuǎn)換過程中起到至關(guān)重要的電子器件,吸引著科學(xué)界的廣泛關(guān)注。在各類磁場傳感器中,各向異性磁電阻(Anisotropic magnetoresistance,簡稱AMR)傳感器因為其應(yīng)用磁場低、制備工藝簡單以及制備成本低廉且易于集成化等優(yōu)點,具有著較好的市場,成為了科學(xué)界的研究熱門。本文主要研究了基于鐵磁(FM)/反鐵磁(AFM)結(jié)構(gòu)制備的AMR線性傳感器。AMR線性傳感器廣泛用于導(dǎo)航定位、車輛檢測、礦藏探測等領(lǐng)域,而對于實現(xiàn)AMR線性傳感器的線性探測功能,實現(xiàn)磁性薄膜的45°自偏置是其核心要求。傳統(tǒng)的AMR線性傳感器的制作方法往往體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不易于集成化、制作成本較高,因此針對這些問題,本論文將FM/AFM交換偏置薄膜結(jié)構(gòu)引入到線性AMR傳感器的制作中,利用交換偏置薄膜的單向各向異性場與形狀各向異性場的競爭,實現(xiàn)磁性傳感薄膜磁矩的45°偏轉(zhuǎn)的調(diào)制,并最終實現(xiàn)了AMR線性傳感器的制備。具體研究工作如下:首先,基于Stoner-Wohlfarth連續(xù)旋轉(zhuǎn)模型,本文對FM/AFM雙層膜結(jié)構(gòu)建立了單疇模型進行仿真,統(tǒng)計了該結(jié)構(gòu)內(nèi)部所有影響磁矩...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究的背景及意義
    1.2 AMR線性傳感器的應(yīng)用
    1.3 AMR線性傳感器的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
    1.4 交換偏置效應(yīng)
        1.4.1 交換偏置效應(yīng)原理
        1.4.2 交換偏置場的影響因素
    1.5 AMR效應(yīng)
    1.6 本文的主要研究內(nèi)容
第二章 AMR線性傳感器的原理及制備測試方法
    2.1 基于交換偏置結(jié)構(gòu)的AMR線性傳感器原理
        2.1.1 FM/AFM雙層膜結(jié)構(gòu)偏置原理
        2.1.2 惠斯通電橋原理
    2.2 AMR線性傳感器的制備方法
        2.2.1 使用設(shè)備及其原理介紹
        2.2.2 制備流程
    2.3 AMR線性傳感器的測試分析方法
        2.3.1 振動樣品磁強計
        2.3.2 微探針臺測試系統(tǒng)
    2.4 本章小結(jié)
第三章 FM/AFM雙層膜結(jié)構(gòu)的建模仿真
    3.1 FM/AFM雙層膜結(jié)構(gòu)的單疇模型
    3.2 磁矩方向的調(diào)控
        3.2.1 交換偏置場對磁矩方向的調(diào)控
        3.2.2 交換偏置場對AMR響應(yīng)曲線和難軸磁滯回線的影響
        3.2.3 形狀各向異性等效場對磁矩方向的調(diào)控
    3.3 惠斯通電橋結(jié)構(gòu)的輸出模擬
        3.3.1 傳統(tǒng)Barber電極結(jié)構(gòu)輸出模擬
        3.3.2 FM/AFM雙層膜結(jié)構(gòu)輸出模擬
    3.4 模擬磁滯回線和調(diào)節(jié)飽和場的功能
        3.4.1 模擬從不同角度測量磁滯回線
        3.4.2 模擬飽和磁場的調(diào)節(jié)
第四章 基于FM/AFM雙層膜結(jié)構(gòu)的AMR線性傳感器制作
    4.1 交換偏置場對磁矩的調(diào)制效果研究
        4.1.1 交換偏置場大小的測量
        4.1.2 AMR響應(yīng)曲線展示及結(jié)論分析
        4.1.3 線性度與靈敏度的定量比較
        4.1.4 交換偏置場調(diào)制磁矩的定性解釋
    4.2 形狀各向異性等效場對磁矩的調(diào)制效果研究
        4.2.1 AMR響應(yīng)曲線展示及結(jié)論分析
        4.2.2 線性度與靈敏度的定量比較
        4.2.3 條寬對磁矩調(diào)制能力較大的定性解釋
    4.3 惠斯通電橋結(jié)構(gòu)的傳感器制備與分析
    4.4 AMR線性傳感器輸出圖形總結(jié)
第五章 全文總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻
附錄
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果



本文編號：3904073