检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：马成鑫电子科技大学

学位级别：硕士

新型多铁异质结通过逆磁电耦合效应,利用应变在磁性材料中产生的巨大等效磁场,可以实现调控磁矩的翻转。由于这种逆磁电耦合效应仅利用电压使压电材料产生形变来诱导磁性材料中磁矩取向发生改变,这种方法不会产生电流所以没有任何热损耗... 详细信息

新型多铁异质结通过逆磁电耦合效应,利用应变在磁性材料中产生的巨大等效磁场,可以实现调控磁矩的翻转。由于这种逆磁电耦合效应仅利用电压使压电材料产生形变来诱导磁性材料中磁矩取向发生改变,这种方法不会产生电流所以没有任何热损耗,且是一种超低能耗的调制方式,也为解决目前集成整机系统日益增长的能耗及散热问题提供了一种新途径。而反铁磁材料通过交换耦合效应可对铁磁材料的磁矩取向产生有效钉扎,且理论计算表明目前磁存储单元中常用的Ir Mn、Pt Mn具有比铁磁材料更大的磁致伸缩系数,因此如能以逆磁电耦合效应为基础,反铁磁材料为中间桥梁,通过应变对反铁磁材料磁矩的调控带动存储单元铁磁层磁矩翻转,不但可解决无磁滞伸缩系数铁磁材料无法实现磁电耦合调制的问题,还可将逆磁电耦合效应拓展到反铁磁中,为探寻超低能耗下电压调控磁存储提供一新的途径。因此,本研究以此为出发点,制备了压电基底/反铁磁层/铁磁层异质结,基于逆磁电耦合效应首先证实了电压对反铁磁层磁矩的有效调控,在此基础上将其应用到巨磁电阻GMR自旋阀单元中,初步获得了以调控交换偏置场带动铁磁层磁矩转动为基础的电控巨磁电阻效应,为反铁磁磁矩的调控及逆磁电耦合效应的发展奠定了一定的基础。本论文的主要研究内容如下:首先,研究基于单畴模型,建立了铁磁/反铁磁交换偏置双层膜磁矩翻转能量关系,并将逆磁电耦合效应产生的等效场引入其中,通过建模仿真,获得了交换偏置场H、逆磁电耦合等效场H、铁磁薄膜各向异性场对交换偏置双层膜磁矩翻转的影响,为后续逆磁电耦合效应调控研究中反铁磁磁矩角度及方向改变提取提供了有效的判断方法。其次,以单晶PMN-PT压电材料为基底,首先制备了PMN-PT/隔离层/铁磁层多铁异质结,通过改变底层隔离层的厚度,针对具有较大磁致伸缩系数NiCo及较小磁致伸缩系数NiFe材料的对比研究,发现对于NiCo材料,在PMN-PT施加6 k V/cm的电压时,其逆磁电耦合的响应距离在230 nm左右,对于NiFe材料,在PMN-PT施加6 k V/cm的电压时,其逆磁电耦合的响应距离在115 nm。而后制备了PMN-PT/Cu/Ir Mn/NiFe多铁异质结,将Cu/Ir Mn的厚度设置为大于NiFe薄膜的逆磁电耦合响应距离,通过应变作用下交换偏置场的测试,证实了逆磁电耦合效应对反铁磁磁矩的有效调控,并进一步结合单畴模型,确认了其对反铁磁Ir Mn的调制角度在20°左右。最后,将底钉扎GMR自旋阀单元制备于PMN-PT上,通过应变基片上调控电压的改变,实现了零磁场下GMR自旋阀存储单元磁电阻的调制,提供了基于反铁磁磁矩调控的磁存储单元原型。

关键词： GMR自旋阀反铁磁逆磁电耦合效应单畴模型

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基于交换偏置的各向异性磁电阻效应研究

基于交换偏置的各向异性磁电阻效应研究

引用

作者：虞金彪电子科技大学

学位级别：硕士

随着信息时代的快速发展,磁场传感器作为在信息的探测、转换过程中起到至关重要的电子器件,吸引着科学界的广泛关注。在各类磁场传感器中,各向异性磁电阻（Anisotropic magnetoresistance,简称AMR）传感器因为其应用磁场低、制备工艺简... 详细信息

随着信息时代的快速发展,磁场传感器作为在信息的探测、转换过程中起到至关重要的电子器件,吸引着科学界的广泛关注。在各类磁场传感器中,各向异性磁电阻（Anisotropic magnetoresistance,简称AMR）传感器因为其应用磁场低、制备工艺简单以及制备成本低廉且易于集成化等优点,具有着较好的市场,成为了科学界的研究热门。本文主要研究了基于铁磁（FM）/反铁磁（AFM）结构制备的AMR线性传感器。AMR线性传感器广泛用于导航定位、车辆检测、矿藏探测等领域,而对于实现AMR线性传感器的线性探测功能,实现磁性薄膜的45°自偏置是其核心要求。传统的AMR线性传感器的制作方法往往体系结构复杂、不易于集成化、制作成本较高,因此针对这些问题,本论文将FM/AFM交换偏置薄膜结构引入到线性AMR传感器的制作中,利用交换偏置薄膜的单向各向异性场与形状各向异性场的竞争,实现磁性传感薄膜磁矩的45°偏转的调制,并最终实现了AMR线性传感器的制备。具体研究工作如下:首先,基于Stoner-Wohlfarth连续旋转模型,本文对FM/AFM双层膜结构建立了单畴模型进行仿真,统计了该结构内部所有影响磁矩方向的能量场,编写了Matlab程序模拟不同大小的能量场下磁矩的取向。仿真结果表明交换偏置场与形状各向异性等效场可以大幅度调控磁矩的偏转,磁矩的取向基本由二者合磁场方向决定,在合适的NiFe厚度、薄膜宽度、薄膜长宽比下,磁矩可以实现45°的偏转。其次,基于以上理论模拟结果,在实验研究中通过改变NiFe厚度、薄膜宽度、长宽比,设计了对比实验用于探索不同条件下磁矩的偏转角度。实验发现当交换偏置场从9.52 Oe增大到52.60 Oe,条宽固定为20μm的磁阻薄膜的磁矩会在10°到60°的范围内变化。当交换偏置场固定为33.44 Oe,随着磁矩条宽从5μm增大到30μm,磁阻薄膜的磁矩会在10°到55°的范围内变化。通过对比测量的AMR响应曲线的线性相关系数与灵敏度,最终选取了使得磁矩偏转为43.15°和42.04°的两个实验条件用于下一步制备惠斯通电桥结构的AMR线性传感器。最后,采用光刻工艺制备了两款基于FM/AFM结构的AMR线性传感器,对应的实验条件分别是薄膜宽度20μm、长度400μm、NiFe厚度30 nm和宽度30μm、长度300μm、NiFe厚度30 nm,它们的V-H输出图形表明,传感器在约±40 Oe的范围内具有较好的线性度,线性相关系数最高可达0.9947,灵敏度最高可达0.1964 mV/V/Oe。

关键词： AMR传感器交换偏置形状各向异性单畴模型

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单畴模型在自旋阀GMR传感器设计中的应用

单畴模型在自旋阀GMR传感器设计中的应用

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中国微米纳米技术学会第十一届学术年会

作者：李伟任天令温志渝刘理天重庆大学光电技术与系统教育部重点实验室，重庆市，邮编 400030 重庆大学微系统研究中心，重庆市，邮编 400030 清华大学微电子学研究所，北京市，邮编 100084

自旋阀型GMR传感器在计算机读出磁头、磁场传感器、特别是在生物探测领域的应用，使GMR传感器的研究得到人们普遍关注。目前与MEMS相关的仿真设计软件如ANSYS、Conventor、Intellisense等都不能对GMR传感器的特性和设计进行仿真计算。... 详细信息

自旋阀型GMR传感器在计算机读出磁头、磁场传感器、特别是在生物探测领域的应用，使GMR传感器的研究得到人们普遍关注。目前与MEMS相关的仿真设计软件如ANSYS、Conventor、Intellisense等都不能对GMR传感器的特性和设计进行仿真计算。本文重点介绍了单畴模型在自旋阀GMR传感器设计中的应用。并对实际的全桥GMR传感器芯片进行测试，与单畴模型的理论计算结果相比较。

关键词：自旋阀传感器单畴模型仿真设计

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低矫顽力GMR磁传感器及其单畴模型的研究

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微纳电子技术 2007年第7期44卷 216-218页

作者：刘鹏李伟叶双莉任天令刘理天清华大学微电子学研究所北京100084

在硅片上制备结构为Ta/NiFeCr/NiFe/CoFe/Cu/CoFe/IrMn/Ta的IrMn顶钉扎自旋阀薄膜,并最终制成了一组基于此自旋阀结构的GMR磁传感器芯片。利用弱磁场下的退火工艺,改变薄膜易磁化轴的方向,当退火温度为150℃、外加磁场为120Oe时,GMR芯... 详细信息

在硅片上制备结构为Ta/NiFeCr/NiFe/CoFe/Cu/CoFe/IrMn/Ta的IrMn顶钉扎自旋阀薄膜,并最终制成了一组基于此自旋阀结构的GMR磁传感器芯片。利用弱磁场下的退火工艺,改变薄膜易磁化轴的方向,当退火温度为150℃、外加磁场为120Oe时,GMR芯片的矫顽力可以降至0.2Oe以下。同时建立了一种自旋阀自由层的单畴模型,用以解释这一退火效应。利用Mat-lab计算GMR芯片的Meff-H曲线,所得到的计算结果与实验结果一致。所以,自旋阀自由层易磁化轴的方向与GMR磁传感器的性能有着密切的关系。

关键词：巨磁电阻传感器自旋阀矫顽力退火单畴模型

来源：评论

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低矫顽力GMR磁传感器及其单畴模型的研究

低矫顽力GMR磁传感器及其单畴模型的研究

引用

第十届全国敏感元件与传感器学术会议

作者：刘鹏李伟叶双莉任天令刘理天清华大学微电子学研究所

在硅片上制备结构为 Ta/NiFeCr/NiFe/CoFe/Cu/CoFe/IrMn/Ta 的 IrMn 顶钉扎自旋阀薄膜,并最终制成了一组基于此自旋阀结构的 GMR 磁传感器芯片。利用弱磁场下的退火工艺,改变薄膜易磁化轴的方向,当退火温度为150℃、外加磁场为120 Oe 时... 详细信息

在硅片上制备结构为 Ta/NiFeCr/NiFe/CoFe/Cu/CoFe/IrMn/Ta 的 IrMn 顶钉扎自旋阀薄膜,并最终制成了一组基于此自旋阀结构的 GMR 磁传感器芯片。利用弱磁场下的退火工艺,改变薄膜易磁化轴的方向,当退火温度为150℃、外加磁场为120 Oe 时,GMR 芯片的矫顽力可以降至0．2 Oe 以下。同时建立了一种自旋阀自由层的单畴模型,用以解释这一退火效应。利用 Mat- lab 计算 GMR 芯片的 Me(?))-H 曲线,所得到的计算结果与实验结果一致。所以,自旋阀自由层易磁化轴的方向与 GMR 磁传感器的性能有着密切的关系。

关键词：巨磁电阻传感器自旋阀矫顽力退火单畴模型

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垂直各向异性薄膜中的微磁结构模型

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华中工学院学报 1984年第3期 85-91页

作者：姚凯伦

本文提出了一种垂直各向异性薄膜的微磁结构模型,计算了磁化分布,获得了形成结构的临界条件.计算结果表明,对Co-Cr合金,即使Cr的浓度低于18％(即各向异性场H_A<M_s)仍可获得垂直各向异性的磁记录Co-Cr薄膜,这一结果与最近的实验结果... 详细信息

本文提出了一种垂直各向异性薄膜的微磁结构模型,计算了磁化分布,获得了形成结构的临界条件.计算结果表明,对Co-Cr合金,即使Cr的浓度低于18％(即各向异性场H_A

关键词：各向异性薄膜微磁退磁因子单畴模型退磁场垂直各向异性磁化矢量各向异性场电磁场结构模型结构范式粒子模型磁晶各向异性常数磁性薄膜磁性膜磁性材料圆柱状磁化分量磁化过程饱和磁化强度

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