隨著信息時(shí)代的快速發(fā)展,磁場(chǎng)傳感器作為在信息的探測(cè)、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(chǎng)傳感器中,各向異性磁電阻(Anisotropic magnetoresistance,簡(jiǎn)稱AMR)傳感器因?yàn)槠鋺?yīng)用磁場(chǎng)低、制備工藝簡(jiǎn)單以及制備成本低廉且易于集成化等優(yōu)點(diǎn),具有著較好的市場(chǎng),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(cè)、礦藏探測(cè)等領(lǐng)域,而對(duì)于實(shí)現(xiàn)AMR線性傳感器的線性探測(cè)功能,實(shí)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(duì)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(chǎng)與形狀各向異性場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng),實(shí)現(xiàn)磁性傳感薄膜磁矩的45°偏轉(zhuǎn)的調(diào)制,并最終實(shí)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(duì)FM/AFM雙層膜結(jié)構(gòu)建立了單疇模型進(jìn)行仿真,統(tǒng)計(jì)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(jí)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(shì)
    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(chǎng)的影響因素
    1.5 AMR效應(yīng)
    1.6 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第二章 AMR線性傳感器的原理及制備測(cè)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(cè)試分析方法
        2.3.1 振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)
        2.3.2 微探針臺(tái)測(cè)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(chǎng)對(duì)磁矩方向的調(diào)控
        3.2.2 交換偏置場(chǎng)對(duì)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(chǎng)對(duì)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(chǎng)的功能
        3.4.1 模擬從不同角度測(cè)量磁滯回線
        3.4.2 模擬飽和磁場(chǎng)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(chǎng)對(duì)磁矩的調(diào)制效果研究
        4.1.1 交換偏置場(chǎng)大小的測(cè)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(chǎng)調(diào)制磁矩的定性解釋
    4.2 形狀各向異性等效場(chǎng)對(duì)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(duì)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(xiàn)
附錄
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果



本文編號(hào)：3904073