基于自旋阀结构的磁传感器的研究

自旋阀结构的发现为磁电子学以及磁传感器的研究揭开了新的一页。基于自旋阀结构的磁传感器由于具有灵敏度高、功耗小、高集成度等优点,因此在传感器工业中具有广泛的应用前景。本文介绍了基于自旋阀结构的磁传感器的研究方法。首先介绍了自旋阀结构及其特性,然后介绍了基于自旋阀结构的磁性薄膜的制备方法和结构优化,其次介绍了基于自旋阀薄膜的磁传感器芯片的制造工艺,最后介绍了基于惠斯通电桥结构的自旋阀磁传感器芯片。

偏置磁场对自旋阀传感器性能的影响研究

通过测试自旋阀传感器在沿垂直于敏感轴方向施加偏置磁场条件下的磁场响应曲线,研究了偏置磁场对自旋阀传感器磁滞、非线性度和灵敏度等性能参数的影响。实验结果表明:随着偏置磁场的增加,自旋阀传感器的磁滞、非线性度和灵敏度均减小,并且灵敏度与偏置磁场大小成反比关系。研究结果可为自旋阀传感器的应用提供理论支撑。

基于屏蔽结构的自旋阀开环电流传感器设计

为了扩大自旋阀传感器在开环电流传感器中的测量范围,采用软磁屏蔽方法,设计了一种基于屏蔽结构的自旋阀开环电流传感器。利用有限元仿真软件设计屏蔽结构模型,并对其进行磁性能的仿真和分析,推导理论传感结构,指导实测样品的设计和组装。根据实测结果,所设计的电流传感器可以实现-500～500A范围的大电流检测,其灵敏度为0.85mV/V/A,线性度为3.79%,磁滞为0.60%。

自旋交叉科学研究

自旋是自然界粒子的基本属性,在现代科技如磁共振影像、磁存储中有着重要应用。近三十年来,随着实验技术的巨大进步,人们对自旋的调控达到了新的高度,现已能在微观尺度上对少量乃至单个自旋进行高精度地控制和测量,为开启全新的自旋应用带来了重大机遇。通过发展新颖的具备变革性特征的自旋科学技术,有望促成前沿交叉科学研究中的重大突破,并催生出一批有可能对人类社会带来深远影响的重要科技。自旋交叉科学的研究已在世界范围内得到高度重视,呈现出各国激烈竞争的局面。本文简要介绍了该领域的主要研究进展、关键问题和发展趋势,并对国际竞争中我国如何巩固和扩大在该领域的优势给出了一些政策性建议。

The physics of spin rectification and its application

A coherent nonlinear coupling between the charge and spin dynamics of electrons results in the rectification of microwaves,which is enhanced through resonant magnetization dynamics such as ferromagnetic resonance.This property,known as the spin rectification effect,enables the spin dynamics within a material to be electrically detected with a high sensitivity.Techniques utilizing this property have been widely used to study the magnetization dynamics of various ferromagnetic materials and structures in the past decade.Additionally,the coherent nature of spin rectification opens the door for spintronic devices to be used in phase-resolved microwave sensing techniques.In this work we review the physics of spin rectification and its applications in several interesting topics of magnetism and spintronics.