巨磁阻抗薄膜材料的制備新方法與檢測系統(tǒng)的設(shè)計.pdf

1、巨磁阻抗(Giant Magneto-impedance，GMI)效應(yīng)即材料交流阻抗隨外加磁場變化可顯著改變的物理效應(yīng)。利用巨磁阻抗效應(yīng)制作的磁傳感器在工程控制方面擁有廣闊的應(yīng)用前景。薄膜GMI傳感器適合半導(dǎo)體電路的集成并可批量生產(chǎn)，能大大降低生產(chǎn)成本，因此研究軟磁薄膜材料中的巨磁阻抗效應(yīng)具有重要的價值。本文主要做了兩方面的工作，一是采用新方法制備了巨磁阻抗薄膜并證明其可行性，二是設(shè)計制作了一套簡易的巨磁阻抗效應(yīng)檢測系統(tǒng)。這兩方面都是從

2、經(jīng)濟實用的角度出發(fā)，目的是為了盡量降低成本。 目前，在制備具有巨磁阻抗效應(yīng)的單層和多層膜的方法中皆用磁控濺射法，還未有文獻提及過利用真空蒸鍍法制備的實用有效的方法。但是磁濺射鍍膜機價格昂貴，所以很難普及。真空蒸鍍鍍膜機價格相對低很多，所以利用真空蒸鍍法制備巨磁阻抗薄膜，可使這類膜的生產(chǎn)成本大幅度降低。本文提出了利用真空蒸鍍法制備具有巨磁阻抗效應(yīng)的FeSiB薄膜的實用可行方法，克服了目前利用蒸鍍法制備該類薄膜普遍存在的成分比例難以

3、控制，膜層附著力弱、致密性和均勻性差等缺點。首先，采用真空蒸鍍法，解決了成膜不牢固的問題，在玻璃基片上制備了具有巨磁阻抗效應(yīng)的單層膜。經(jīng)過改變驅(qū)動電流方向和外磁場方向，得到了四種測量巨磁阻抗效應(yīng)的方式。但是只有當(dāng)外加磁場和單軸磁各向異性方向垂直時才有巨磁阻抗效應(yīng)出現(xiàn)。比較制備得到的磁各向同性和磁各向異性薄膜的縱向和橫向的巨磁阻抗效應(yīng)，說明了各向異性在巨磁阻抗效應(yīng)中的重要性及本實驗采用加恒定磁場的方法產(chǎn)生各向異性的可行性。證明了用真空蒸鍍

4、法能夠制備巨磁阻抗薄膜材料。其次，利用真空蒸鍍的方法制備了FeSiB/Cu/FeSiB多層膜，檢測其巨磁阻抗效應(yīng)，給出相應(yīng)測量結(jié)果。并討論了夾心膜導(dǎo)電層的厚度對巨磁阻抗效應(yīng)的影響。最后，提出一種蒸鍍合金材料的新方法，即根據(jù)合金各成分熔沸點的不同，事先調(diào)整合金比例，使成膜后達到理想效果。給出FeSiB合金的三種調(diào)整比例及成膜后的成分比例，并對按三種不同比例制備的FeSiB/Cu/FeSiB多層膜檢測其巨磁阻抗效應(yīng)，證明了新方法的可行性。