狄拉克半金属候选材料NdSbTe中的巨负磁阻效应

目的:探究狄拉克半金属候选材料NdSbTe单晶样品的新奇量子效应。方法:通过化学气相输运法制备NdSbTe单晶样品,利用X射线衍射对样品的结构进行了表征;利用物性测量系统和磁性测量系统分别测量了NdSbTe的电输运性质和磁性。结果:根据磁化率χ(T)随温度的变化关系可以断定NdSbTe单晶样品在T N≈3.4 K处存在磁相变,通过居里-外斯定律拟合进一步确定NdSbTe单晶在T N处的磁相变为顺磁态向反铁磁态转变。电输运性质测量表明,在不加磁场时,NdSbTe表现出半导体的行为,随着磁场的增加,电阻随温度升高而降低,呈现出巨负磁阻效应。结论:在T=3.4 K,NdSbTe发生了由顺磁态到反铁磁态的相变;在2~100 K范围内,NdSbTe具有巨负磁阻效应,当温度T=2 K、磁场μ0H=8 T时负磁阻最大可以达到-99.7%,该效应可能来源于反铁磁转变与近藤散射。

基于巨磁阻效应的高性能电流传感器及其在智能电网的量测应用

智能电网需要先进传感测量技术的支持。为此,针对智能电网中的电流测量需求,介绍了基于巨磁阻效应的高性能电流传感器,包括传感器系统结构、磁环、巨磁阻传感芯片、信号处理电路等的设计,以及对温度稳定性、电磁兼容性的设计。实验结果表明,所设计的基于巨磁阻效应的高性能电流传感器在对电网中暂态电流、直流电流、泄漏电流、电晕电流的测量中表现出良好的性能,实现了对带宽直流到10 MHz、幅值1 m A至1.6 k A的电流的精确测量。相比其他电流测量装置,基于巨磁阻效应的高性能电流传感器具有体积小、灵敏度高、成本低、测量范围大、可集成度高等综合优势,适应了智能电网的测量需求。最后,提出了后续研究方向。

基于隧穿磁阻效应的宽频微小量程电流传感器设计及噪声分析

针对电网中微弱电流的测量需求,研制了基于隧穿磁阻效应的百μA级无接触式微电流传感器,并对微电流传感器进行低噪声设计,包括电源模块、放大模块、调零和输出模块。测试了采用不同传感芯片传感器的微弱电流探测能力,其最小可测电流幅值为280μA,对应传感器的带宽达10 kHz。并对传感器系统各模块的噪声水平进行了测量分析与计算,结果表明隧穿磁阻芯片的1/f噪声(低频噪声)是限制传感器最小可测电流幅值的主要因素。该微电流传感器可以适应智能电网微弱电流测量需求。

磁阻效应及磁敏位置传感器

本文讨论了磁阻效应原理，介绍了磁敏位置传感器的结构设计，将磁敏电阻的短路条采用人字型结构，将传感器设计成悬臂梁结构，实验表明，传感器的分辨率达０．０１°。

金刚石膜磁阻效应

在F -S薄膜理论的基础上 ,考虑了晶格散射和杂质散射 ,通过求解驰豫近似下的Boltzmann方程 ,计算了P型单晶半导体金刚石膜 (矩形 )在球形能带下的电导率及考虑金刚石的轻空穴带、重空穴带和分裂带为并联电阻模型时的磁阻。给出了磁阻和金刚石膜厚度、磁场强度、迁移率的关系。研究表明 :金刚石的轻空穴带、重空穴带和分裂带对磁阻的影响各不相同。厚膜的磁阻和块材的磁阻相差不大。磁阻和温度、磁场强度、迁移率有密切关系。

紫外光辐照对TiO_2纳米线电输运性能的影响及磁阻效应研究

采用溶胶凝胶法以及静电纺丝法,利用热处理工艺,成功制备出了多晶锐钛矿型TiO_2纳米线,通过两线法在室温下测试单根TiO_2纳米线的V-I曲线来研究其电输运性能及磁阻效应.结果表明:在无光照环境下其V-I曲线为不过零点的直线,零场电阻较大,在磁场作用下电阻下降,表现出负磁阻效应;紫外光辐照环境下TiO_2纳米线载流子浓度增加使得电阻变小,然而在磁场作用下电阻增大,表现为正磁阻效应.紫外光辐照导致的载流子浓度变化,使得负磁阻转变为正磁阻,我们将磁阻变化归结为d电子局域导致的负磁阻与能带劈裂导致的正磁阻两种机理相互竞争的结果.

基于磁阻效应的镀层工件漏磁检测传感系统设计

针对镀层工件漏磁检测中检测信号微弱,干扰信号相对于缺陷信号大等特点,采用具有差分结构的磁阻传感器设计,对传感器信号进行放大、滤波处理,对传感器进行置复位、增益和偏差调整电路设计,取得了满意效果。

具有磁阻效应的永磁式有限转角无刷力矩电动机

介绍了一种具有磁阻效应的新型永磁式有限转角直流无刷力矩电动机,对该电动机定转子基本结构、工作原理、静态定位力矩、精确定位方法等进行了分析与研究,采用AT89C2051微型单片机通过三相桥式逆变电路实现了两相有限转角无刷直流力矩电动机的电流换向、正/反转与定位控制。实验证明该电动机的静态定位力矩大,无须位置传感器即可实现高精度0°、45°和90°三点定位。

基于Analog Discovery 2的巨磁阻效应实验系统

将口袋式仪表Analog Discovery 2及其配套控制软件WaveForms引入巨磁阻效应实验,替代直流电源、信号发生器、示波器、数字信号控制器等传统仪表,完成信号的激发、采集以及处理.由Analog Discovery 2驱动螺线管、巨磁阻传感器、直流电机和步进电机等部件,可以实现巨磁阻传感器R-B基本特征曲线和高速转动转速的快速测量,还可以结合齿轮状铁磁体,实现低速转动的准确测量及微小角位移的定标和测量.各主要部件采用三维调整架固定,偏置永磁铁也配备了不同形状的导磁头,方便学生观察不同条件下的实验现象,完成更具有开放性和创新性的实验内容.

基于巨磁阻效应的采煤机摇臂角度传感器设计研究

为解决采煤机自动高调中缺乏有效检测手段的问题,在分析采煤机摇臂结构和工作原理的基础上,提出了适合采煤机实际工况的摇臂角度测量方法,并设计了基于巨磁阻效应的角度传感器。传感器通过在摇臂销轴处安装摇杆-旋转机械部件以获取摇臂位置,并将其摆动转换为磁场旋转运动;采用集成巨磁阻(IGMR)芯片TLE5012B作为磁感应元件,单片机STM32F103C8T6为核心控制单元,实现角度信号的采集、转换、处理、显示、Wi Fi和RS485方式传输等。试验结果表明:基于巨磁阻效应的采煤机摇臂角度传感器在采煤机摇臂摆动范围内具有良好线性关系,非线性度为0.13%,最大绝对误差为0.23°,最大相对误差为0.20%,可实现较高精度的角度测量。

薄膜磁阻效应计算机控制自动测试

采用单片机 80 31模拟三角波输出而产生超低频扫场电源 ,克服阻容元件线差波形不稳定 ,用 8位单片机与 16位数模转换器进行接口 ,给出了控制系统、D/A转换、恒流和功率驱动电路以及软件设计 ,以四探针、六探针法测量 。

基于霍尔元件磁阻效应的微距测量演示装置

通过装置可以对霍尔磁阻效应、一种距离测量传感器原理和方法进行演示和探究。在课堂教学、课程设计等场合,直观显示霍尔元件的各种效应和技术应用,有着良好的教学效果。

半导体金刚石膜的磁阻效应

研究了在硅上P型异质外延金刚石膜的磁阻效应。实验结果表明金刚石膜有显著的磁阻反应 ,并与磁阻器件的结构有关。在室温下圆盘形结构的磁阻相对变化在 5T磁场下约为 0 85 ,而长条形结构只有 0 40。

银在低温下的磁阻效应的测试

本实验测量了银在4.2K下的电阻率随磁场的变化关系,结果表明银的电阻率随磁场的变化基本上呈线性关系。

薄膜磁阻效应自动测试方法的研究

介绍了磁性薄膜磁阻效应自动测试方法．实验中采用单片机８０３１来模拟三角波输出而产生超低频扫场电源，用平面直列式四探针测量磁阻，测试数据通过Ｘ－Ｙ记录仪记录下来，从而对薄膜的磁阻效应实现自动测试．

锗基半导体器件的界面磁阻效应和体磁阻效应

本工作对Ag/p-Ge∶Ga/Ag器件的界面磁阻和体磁阻效应进行了研究,结果表明该器件的体磁阻效应远大于界面磁阻效应。对界面磁阻而言,界面局部等离子体的形成与淬灭受外加磁场的影响较小,致使界面磁阻很小;而对体磁阻而言,磁场导致载流子复合速率加快,使载流子浓度急剧下降,从而导致体磁阻数值较大。进一步研究发现,采用低载流子浓度Ge制备的器件可以获得更为优异的体磁阻效应。本工作也研究了不同磁场施加方向对体磁阻效应的影响,发现低温时体磁阻具有明显的各向异性。当温度低于200 K时,垂直方向的体磁阻明显大于平行方向的体磁阻,其中当温度为10 K时,垂直方向体磁阻最大值约为123%@1 T,远大于平行方向的体磁阻数值(仅约为41%@1 T)。机理分析认为,体磁阻效应的各向异性源于不同磁场构型下几何效应的差异,而低温下载流子迁移率的增加导致这种几何效应的影响更为明显。

磁阻效应增强型锑化铟红外光电传感器

发现锑化铟一铟共晶体磁阻元件被置于偏磁系统后 ,对脉冲变化的红外光的照射 ,它的输出信号增强了。采用灵敏度 K1=3 .6 ,K2 =1 .0 2 (B=0 .3 T)的两个磁阻元件 ,在 B=0 .1 5～ 0 .2 T偏磁系统中 ,用峰值波长 λp=940 nm的红外光脉冲照射 ,可使输出电压比没有偏磁时增大 3倍以上 ,输出信号电压 (S)与本底噪声电压 (N)之比为 2 5∶ 1 (S/N=2 8db)。

磁阻效应实验的设计

锑化铟既作霍尔元件测量了磁感应强度，又作磁敏电阻研究了其阻值随磁场的变化规律。不仅揭示了霍尔效应和磁阻效应在半导体内同时存在的事实，使产生2种物理现象的微观本质表现得更为突出，而且还消除了由于使用其他方法测量磁感应强度时，被测点与锑化铟所处位置不同而造成的系统误差。

序列分段算法在磁阻效应数据处理中的应用

对磁阻效应作用原理和磁阻元件的应用进行了介绍,并利用序列分段算法对磁阻效应实验数据分析处理的方法进行了设计和验证。

K-means均值聚类算法在磁阻效应实验中的应用

对磁阻效应作用原理和磁阻传感器原件的应用进行了介绍,并借鉴数据挖掘技术提出了一种利用曲率及K-means均值聚类算法对磁阻效应实验数据进行分析处理的方法,结果显示该方法具有高精确度、人为因素小、直观性强的优点.