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              什么是巨磁電阻效應

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              人氣:-發表時間:2019-01-09 14:43【

                  一 、巨磁電阻效應簡介 

              磁電子學是一門以研究介觀尺度范圍內自旋極化電子的輸運特性以及基于它的這些獨特性質而設計、開發的在新的機理下工作的電子器件為主要內容的一門交叉學科。它研究的對象包括載流電子的自旋極化、自旋相關散射、自旋弛豫以及與此相關的性質及其應用等。 

              電子既是電荷的負載體,同時又是自旋的負載體。以研究、控制和應用半導體中數目不等的電子和空穴(即多數載流子和少數載流子)的輸運特性為主要內容的微電子學是二十世紀人類最偉大的創造之一。但在這里自旋狀態是不與考慮的,電子的輸運過程僅利用它的荷電性由電場來控制。是否可以利用電子的自旋來操縱它的輸運過程呢?這正是磁電子學所要研究的主要內容。 

              對巨磁電阻效應的研究就是磁電子學的一個重要內容。磁場作用于磁性多層膜中導電電子的自旋,導致膜電阻發生很大的變化。這種變化可以通過測量電阻或以電壓方式反映出來。根據這種特點可以在許多領域得到應用.

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              二 、巨磁電阻效應的應用 

              科技服務于人類。科學技術只有同應用相結合才能發揮其“第一生產力”的作用并同時擁有強大的生命力。磁電子學的產生是巨大應用前景促進的結果,同時從其產生之初即為應用服務。到目前磁電子學的研究仍在世界范圍轟轟烈烈地進行,它的應用已發展到計算機磁頭、巨磁電阻傳感器、磁隨機存貯器等許多領域,隨著對CMR、TMR原理的進一步研究和認識,必將開拓更為廣闊的應用前景。鑒于磁電子學技術的新穎性和復雜性,對于磁電子學的研究仍在持續不斷地進行,其應用現在還僅限于巨磁電阻(GMR)范圍,以下對此作較為詳盡的介紹。其新的應用日新月異,還望大家拭目以待。
              1)GMR傳感器可用來測量微小的位移及其相關的應用 


              GMR磁場傳感器來探測被測物體的位移的原理是通過利用一永磁鐵作為參照物,參照物相對于磁傳感器的運動可等效為磁敏器件在均勻梯度的磁場中的移動,因此磁場傳感器的輸出則反映著磁場傳感器或永磁鐵的位移量。圖5給出一圓柱磁鋼及其周圍的磁場分布。我們已研制出一種能同時探測X—Y方向位移的磁場傳感器。由于采用集成技術,可使該磁場傳感器小型化,同時提高了精度。這種傳感器已成功運用在機器人及機械手的控制系統,并使其智能化和拿取、放置物體。另外也使機器人具有識別物體的功能。這種位移傳感器也可用在電梯及相應的升降系統作為控制系統。此外,可以用GMR位移傳感器改造某些傳統的工業儀表,擴大其應用范圍。例如,浮子流量計是一種得到廣泛應用的非電量儀表,如果改用磁性浮子和外配一個GMR磁位移傳感器,就能制成一個有電壓輸出的數字型位移傳感器。在汽車發動機中,為了實現電子點火,往往需要精密堅固的位移傳感器來測量發動機主軸的準確轉角,決定點火時間。以前多用霍爾元件,現在完全可以用GMR替代,從而提高工作溫度范圍和降低磁場觸發磁場的強度。GMR位移傳感器也可用在精密機床上來提高機械加工的精度。活塞在氣缸中的 運動情況也可以通過GMR位移傳感器給探測出來。

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