本文關鍵詞：用于磁場傳感器的非晶薄膜磁化特性分析

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【摘要】：相比其他磁場傳感器,以非晶薄膜為磁敏元件的巨磁阻抗(GMI)磁場傳感器具有靈敏度高、響應迅速等優(yōu)勢。非晶薄膜是一種特殊的非晶態(tài)合金,已有的資料表明,不同的外加靜態(tài)場條件下,非晶薄膜包括交流阻抗值、電導率、磁導率等在內的磁特性參數不同。非晶薄膜的磁特性參數與其微觀磁矩結構緊密相關。因此,研究不同靜態(tài)場條件下,非晶薄膜的磁化結構具有重要的意義。本課題選用GMI傳感器中較為常用的鈷基非晶薄膜為研究對象,模擬非晶薄膜在傳感器中的磁場工作環(huán)境,仿真環(huán)向與縱向靜態(tài)場條件下其內部磁化矢量分布。詳細闡述磁學計算方法及原理基礎上,通過分析比較選定兩種數值方法求解。第一種是基于數值有限元方法,仿真環(huán)形靜態(tài)場條件下非晶薄膜穩(wěn)定狀態(tài)磁化矢量M分布,并對不同大小與方向環(huán)向靜態(tài)場條件下M的分布狀態(tài)進行比較分析,研究非晶薄膜的環(huán)向磁化特性。采用第二種有限差分方法,研究非晶薄膜外加直線方向靜態(tài)場條件下磁化特性。為提高仿真速度與精度,使用MATLAB對非晶材料磁疇結構進行選擇性尺寸剖分,基于自由能最小原則,簡化公式并仿真得到非晶薄膜各個剖分單元的單位磁化矢量m分布狀態(tài)。在此基礎上對不同大小與施加方向的靜態(tài)場條件下m的分布狀態(tài)進行比較分析,研究非晶薄膜的縱向磁化特性。
【關鍵詞】：GMI傳感器 非晶薄膜 磁疇分化 磁化特性 數值方法
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG139.8;TB383.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 緒論8-15
• 1.1 課題背景及意義8-9
• 1.2 非晶薄膜材料特性及研究現狀9-12
• 1.2.1 非晶態(tài)材料特性9-11
• 1.2.2 非晶薄膜國內外研究發(fā)展現狀11-12
• 1.3 電磁學計算國內外研究發(fā)展現狀12-13
• 1.4 本文的主要研究內容13-15
• 第2章 磁化特性分析理論基礎15-23
• 2.1 基本磁學物理量15-16
• 2.2 磁體內的基本能量項16-17
• 2.2.1 交換能16
• 2.2.2 磁晶各向異性能16-17
• 2.2.3 靜磁能17
• 2.2.4 外磁能17
• 2.3 磁化原理與磁疇結構17-21
• 2.3.1 磁疇起源及分析17-18
• 2.3.2 疇壁能計算18-19
• 2.3.3 疇壁分類19-20
• 2.3.4 磁化機制20-21
• 2.4 磁學問題的數值分析方法21-22
• 2.4.1 有限元分析理論21
• 2.4.2 有限差分分析理論21-22
• 2.5 本章小結22-23
• 第3章 非晶薄膜磁化特性有限元分析23-38
• 3.1 有限元仿真方法及原理23-26
• 3.1.1 有限元仿真方法比較及選定23-24
• 3.1.2 有限元仿真原理分析24-25
• 3.1.3 ANSYS有限元仿真求解步驟25-26
• 3.2 基于有限元的非晶薄膜磁性分析26-30
• 3.2.1 ANSYS磁場仿真類型設置26
• 3.2.2 Co基非晶薄膜實體模型建立26-27
• 3.2.3 Co基非晶薄膜有限元模型建立27-29
• 3.2.4 Co基非晶薄膜有限元模型求解29
• 3.2.5 Co基非晶薄膜仿真結果后處理29-30
• 3.3 有限元仿真結果分析30-37
• 3.4 本章小結37-38
• 第4章 非晶薄膜磁化特性有限差分分析38-54
• 4.1 CO基非晶薄膜磁化模型建立38-40
• 4.2 CO基非晶薄膜疇壁能量分析40-46
• 4.2.1 疇壁交換能分析40-43
• 4.2.2 疇壁各向異性能分析43-44
• 4.2.3 疇壁靜磁能分析44-45
• 4.2.4 外磁能分析45-46
• 4.3 CO基非晶薄膜磁化狀態(tài)仿真與分析46-53
• 4.3.1 磁化狀態(tài)建立及數值計算46-47
• 4.3.2 基于Matlab的磁化狀態(tài)仿真及分析47-53
• 4.4 本章小結53-54
• 結論54-55
• 參考文獻55-60
• 致謝60

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前9條

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本文編號：701073