巨磁電阻效應(yīng)及其傳感器的原理.doc

巨磁阻效應(yīng)及其傳感器的原理和應(yīng)用 一、 概述 對于物質(zhì)磁電阻特性的研究由來已久，早在20世紀(jì)40年代人們就發(fā)現(xiàn)了磁電阻效應(yīng)。所謂磁電阻是指導(dǎo)體在磁場中電阻的變化，通常用電阻變化率r/r描述。研究發(fā)現(xiàn)，一般金屬導(dǎo)體的r/r很小，只有約10-5%；對于磁性金屬或合金材料（例如坡莫合金），r/r可達(dá)（35）%。所謂巨磁電阻（GMR）效應(yīng)，是指某些磁性或合金材料的磁電阻在一定磁場作用下急劇減小，而r/r急劇增大的特性，一般增大的幅度比通常的磁性與合金材料的磁電阻約高10倍。利用這一效應(yīng)制成的傳感器稱為GMR傳感器。 1、分類 GMR材料按其結(jié)構(gòu)可分為具有層間偶合特性的多層膜（例如Fe/Cr）、自旋閥多層膜（例如FeMn/FeNi/Cu/FeNi）、顆粒型多層膜（例如Fe-Co）和鈣鈦礦氧化物型多層膜（例如AMnO3）等結(jié)構(gòu)；其中自旋閥（spin valve）多層膜又分為簡單型和對稱型兩類；也有將其分為釘扎(pinning)和非釘扎型兩類的。 2、巨磁電阻材料的進(jìn)展 1986年德國的Grunberg和C.F.Majkrgak等人發(fā)現(xiàn)了Y/Gd、Y/Dy和Fe/Cr/Fe多層膜中的層間偶合現(xiàn)象。1988年法國的M.N.Baibich等人首次在納米級的Fe/Cr多層膜中發(fā)現(xiàn)其r/r在4.2K低溫下可達(dá)50%以上，由此提出了GMR效應(yīng)的概念，在學(xué)術(shù)界引起了很大的反響。由此與之相關(guān)的研究工作相繼展開，陸續(xù)研制出Fe/Cu、Fe/Ag、Fe/Al、Fe/Au、Co/Cu、Co/Ag、Co/Au等具有顯著GMR效應(yīng)的層間偶合多層膜。自1988年發(fā)現(xiàn)GMR效應(yīng)后僅3年，人們便研制出可在低磁場（10-210-6T）出現(xiàn)GMR效應(yīng)的多層膜（如CoNiFe/CoFe/AgCu/CoFe/CoNiFen）。 1992年人們利用兩種磁矯頑力差別大的材料（例如Co和Fe20Ni80）制成Co/Cu/ Fe20Ni80/Cu多層膜，他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Cu層厚度大于5nm時，層間偶合較弱，此時利用磁場的強(qiáng)弱可改變磁矩的方向，以自旋取向的不同來控制膜電阻的大小，從而獲得GMR效應(yīng)，故稱為自旋閥。 與此同時，1992年A.E. Berkowitz和Chien等人首次發(fā)現(xiàn)了Fe、Co與Cu、Ag分別形成二元合金顆粒膜中的磁電阻效應(yīng)，在低溫下其r/r可達(dá)（4060）%。隨后陸續(xù)出現(xiàn)了Fe-Ag、Fe-Cu、CoxAg1-x/Ag等顆粒多層膜。 1993年人們在鈣鈦礦型稀土錳氧化物中發(fā)現(xiàn)了比GMR更大的磁電阻效應(yīng)，即colossal magneto- resistance（CMR）龐磁電阻效應(yīng)，開拓了GMR研究的新領(lǐng)域。 GMR效應(yīng)的理論是復(fù)雜的，許多機(jī)理至今還不清楚；對于這些理論也分為層間交換偶合（IEC）、磁性多層膜的GMR、隧道磁電阻（TMR）等類型，詳情可參閱有關(guān)文獻(xiàn)。 3、巨磁電阻傳感器的進(jìn)展 在發(fā)現(xiàn)低磁場GMR效應(yīng)之后，1994年C.Tsang等研制出全集成化的GMR器件自旋閥。同年，美國的IBM公司研制出利用自旋閥原理的數(shù)據(jù)讀出磁頭，它將磁盤記錄密度提高了17倍，達(dá)5Gbit/6.45cm2（in2），目前已達(dá)11Gbit/6.45cm2（in2）。這種效應(yīng)也開始用于制造角度、位置傳感器；用于數(shù)控機(jī)床、汽車測速、非接觸開關(guān)、旋轉(zhuǎn)編碼器等領(lǐng)域。作為傳感器它具有功耗小、可靠性高、體積小、價格便宜和更強(qiáng)的輸出信號等優(yōu)點(diǎn)。最近已研制出利用CMR效應(yīng)的位置傳感器。2000年7月在德國的德雷斯頓舉行的第3屆歐洲磁場傳感器和驅(qū)動器學(xué)術(shù)會議上，關(guān)于GMR傳感器的論文占論文總數(shù)的1/3以上，可見人們的關(guān)注程度。 樣品膜結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)形式 /（%） 溫度（K） 備注 Fe（4.5）/Cr（12）50 多層 220 1.5 42 300 Co（15）/Cu（9）30 多層 78 4.2 48 300 Co（8）/Cu（8.3）60 多層 115 4.2 65 4.2 Co（10）/Cu（10）100 多層 80 300 Co（25）/Cu（19）/Co（4）/Cu（19）/Co（25） 多層 24.8 300 Co（3）/Cu（19）/Co（25） 對稱自旋閥 19 300 Co90/Fe10（40）/Cu（25）/Co90Fe10（8） 底部自旋閥 7 300 Philips公司 NiFe（100）/Cu（25）/Co（22） 頂部自旋閥。 4.6 300 IBM公司 CoFe/AgCu（15）/CoFe 3層結(jié)構(gòu) 4-7 300 NVE公司 Fe（60）Co（8）/Cu（23）/AAF/Cu（23）/Co（8）Fe（60） 平行雙自旋閥 6 300 Siemens公司 Co（30）/Cu（50）/NiFe（30）/Cu（50）15 多層 9.9 300 Co（15）/Cu（12）n 多層 170 4.2 Co（12）/Cu（11）180 多層 55 300 NAF/SAFCoFe（25）/Cu（20）/CoFe（25） 底部自旋閥 13 300 表1自旋閥GMR代表值特性表 二、磁性多層膜的巨磁電阻效應(yīng) 1、 磁性層間偶合多層膜 圖4 Cu-Co合金顆粒膜GMR效應(yīng) 圖5鈣鈦礦氧化物的CMR效應(yīng)特性曲線 圖6 La-Y-Ca-Mn-OCMR效應(yīng)曲線 磁性層間偶合多層膜和自旋閥多層膜的主要區(qū)別是：前者采用層間偶合方式進(jìn)行信號傳遞；后者采用控制磁矩取向方式進(jìn)行信號傳遞。 層間偶合多層膜結(jié)構(gòu)通常由鐵磁金屬（FM）層和非磁性金屬（NM）層交替生成，其通式為：CM/FM/NM/FM/CM（1） 式中：CM上下兩側(cè)的覆蓋層(或稱緩沖層)為金屬材料,有無皆可。 1988年法國的M.N.Baibich等人在美國物理學(xué)會主辦的Physical Review Letters上發(fā)表了有關(guān)Fe/Cr巨磁電阻效應(yīng)的著名論文，首次報告了采用分子外延生長工藝（MBE）制成Fe（100）/Cr（100）規(guī)則型點(diǎn)陣多層膜結(jié)構(gòu)。在這種（Fe/Cr）n結(jié)構(gòu)中，F(xiàn)e為強(qiáng)鐵磁性金屬，Cr為反鐵磁性金屬，n為Fe和Cr的總層數(shù)。它是采用MBE工藝將Fe（100）/Cr（100）生長在GaAs芯片上，其工藝條件是，保持MBE室內(nèi)剩余壓力為6.7´10-9Pa，芯片溫度約20C，淀積速率：對于Fe為0.06nm/s；對于Cr為0.1nm/s。它們每層的厚度約（0.99）nm，通常為30層。為獲得上述淀積速率，還專門設(shè)計了坩堝蒸發(fā)器。經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Cr的厚度小于（0.93）nm時，它與Fe層之間偶合的一個反向鐵磁特性（AF）的磁滯回線斜率逐漸增大。圖1顯示了Fe層為3nm，Cr層分別為0.9nm、1.2nm和1.8nm，磁感應(yīng)強(qiáng)度B在2T范圍內(nèi)，熱力學(xué)溫度T=4.2K，n=30、35、60時，3個不同樣本的特性。隨著Cr厚度的增加和總層數(shù)的降低，r/r也升高，而且高斯磁場強(qiáng)度HS越弱，r/r越高，當(dāng)HS2T時，F(xiàn)e（3nm）/Cr0.9nm60膜的r/r 可達(dá)50%以上。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，即使溫度升至室溫，HS降低了30%，r/r也可達(dá)到低溫值的一半，這一結(jié)論具有十分大的實(shí)用價值。 隨后人們發(fā)現(xiàn)了大量層間偶合多層膜中GMR效，如（Co/Cu）n、（Co/Ru）n、（CoFe/Co）n、（Co/Ag）n、（NiFe/Cu）n、（NiCo/Cr）n、（NiFeCo/Cu/Co）n、（NiFeCo/Cu/Co）n和（NiFeCo/Al+Al2O3/Co）n等材料。這些材料在室溫下的r/r也都達(dá)到10%以上甚至更高 。 2.自旋閥多層膜 簡單型自旋閥通常是由一層NM（例如Cu）和兩層FM組成。與多層結(jié)構(gòu)不同，具有扎釘磁化取向特性的第一FM層作為參考層，適當(dāng)?shù)倪x擇Cu層的厚度，使它僅將微弱的磁場信號偶合到作為敏感層的第二FM層。通常的扎釘功能是指在磁場作用下，向參考層上淀積一層反鐵磁性（AFM）材料（例如NiO）獲得的，為了改進(jìn)扎釘結(jié)構(gòu)的性能，在其和AFM層之間可以附加一個三層層間偶合系統(tǒng)，與它的第一層為AFM層的材料偶合。如果采用FeMn作為AFM層，就會出現(xiàn)如圖2所示的磁電阻特性，圖中第一條低磁場強(qiáng)度曲線的斜率是因敏感層旋轉(zhuǎn)所致；第二條高磁場強(qiáng)度的斜率曲線是由參考層旋轉(zhuǎn)所致；參考層旋轉(zhuǎn)使得場強(qiáng)通常發(fā)生在與交換偏置場（Hex）的相關(guān)處。如果我們將一個磁電阻作為磁場方向的函數(shù)，可以獲得接近正弦波形的曲線。在低于Hex 一定范圍內(nèi)（圖中的工作范圍內(nèi)），該特性與磁場強(qiáng)度無關(guān)，r/r與旋轉(zhuǎn)角度相關(guān)，因此可用于角度傳感器。與霍爾元件和非均質(zhì)磁電阻（AMR）元件不同，這種磁電阻元件測量角度僅需要幾十毫特斯拉的磁感應(yīng)強(qiáng)度，信號周期為360 。 根據(jù)扎釘層（NiO）相對于Si芯片的位置，簡單自旋閥可分為“頂結(jié)構(gòu)”和“底結(jié)構(gòu)”兩種。圖3是具有不同層數(shù)多層膜的各種排列方式。圖3(a)是3層對稱自旋閥結(jié)構(gòu)，由3層磁性膜組成，中間的膜為自由層，兩側(cè)的NiO為扎釘層。圖3(b)是一個對稱多層自旋閥結(jié)構(gòu)，2個扎釘層之間是一個Co/Cu/Co/Cu/Co多層膜。圖3(d)是一個底結(jié)構(gòu)自旋閥，將一個Co/Cu/Co多層膜放在扎釘層NiO的上面。 為了在3層或多層磁性膜內(nèi)獲得GMR效應(yīng)或AFM層間的交換和偶合效應(yīng)；加工多層膜結(jié)構(gòu)必須采用圖3(c)軟硬材料相間的方式。表1是簡單和對稱自旋閥的GMR特性表 。 3. 顆粒多層膜 顆粒多層膜通常是由二元金屬形成的合金顆粒膜，在低溫狀態(tài)下，它具有GMR效應(yīng)，其r/r也可達(dá)到（4060）%。1992年A.E.Berkowitz和Chien等首次發(fā)現(xiàn)了Cu-Co合金顆粒膜的GMR效應(yīng)。他們采用磁控濺射工藝，將Cu、Co分別濺射到Si（100）芯片上，形成Co-Cu薄膜；該芯片以1r.p.s.的速度轉(zhuǎn)，背景壓力為調(diào)整濺射速率可生成8´10-4Pa，Co含量分別為12%、19%、28%，厚度為300nm的薄膜。圖4是Cu-Co合金顆粒膜的特性曲線圖，曲線a、b為19Co、28Co的樣品，是采用淀積方法，在T100K時獲得的，可以看出曲線b已經(jīng)產(chǎn)生振蕩，它們的r/r分別達(dá)到8%和2%；而曲線c是在T10K時的19Co樣品的特性，它的r/r達(dá)22%以上，可見還是相當(dāng)高。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，對于這種薄膜經(jīng)熱處理退火后，即使在室溫下也可以獲得20%以上的r/r。 近年來，不斷出現(xiàn)了對于Fe-Ag、Fe-Cu等顆粒多層膜GMR特性的研究，發(fā)現(xiàn)材料的磁性成分較小時，顆粒間作用也較??；成分增至（2530）%時，其顆粒間具有較強(qiáng)的磁偶合。顆粒多層膜的另一特點(diǎn)是其磁性飽和場比磁電阻飽和場低得多；它在零磁場條件下電阻隨溫度的變化比在磁場中電阻隨溫度的變化要小得多。 圖8.自旋閥角度傳感器 4.鈣鈦礦氧化物多層膜 1993年，R.Von.Helmholt等人首次在La2/3Ba1/3MnOx鐵磁多層膜中發(fā)現(xiàn)了巨大的CMR效應(yīng)，該多層膜在磁性轉(zhuǎn)變溫度（居里點(diǎn)Tc）附近，r/r高達(dá)（106108）%，即使在室溫下的r/r也可達(dá)60%。這類多層膜采用外延生長、離軸（offaxis）激光淀積和退火等工藝，將膜生長在SnTiO3芯片上。圖5是在T=300K條件下，淀積和退火后電阻率與溫度的相關(guān)曲線。從圖中看出，隨著磁場的增大 r/r減少，r/r的峰值發(fā)生在零磁場附近。 圖6是1995年S.Jin等人對La0.60Y0.07Ca0.33MnOx多層膜進(jìn)行研究，采用多晶硅芯片,在T=140K，Hs6T條件下，生成鈣鈦礦氧化物多層膜，獲得的CMR效應(yīng)曲線，它的r/r高達(dá)10000%。 三、巨磁電阻傳感器 通常，輪速或增量位置傳感器由磁場激勵和檢測傳感器或電橋兩部分組成。為了產(chǎn)生一個周期性變化的磁場，激勵部分可采用一個永磁鐵多極輪，也可由一個鐵磁輪和一個外加磁場組成。檢測傳感器包括磁場傳感器、GMR傳感器等。這類傳感器可用作反時針剎車系統(tǒng)的輪速傳感器，控制汽車發(fā)動機(jī)的速度和位置傳感器以及各種角度增量編碼器等。 1.磁性層間偶合多層膜傳感器 由于Co/Cu多層膜或在其基礎(chǔ)上研制的CoCu/Co多層膜的磁電阻特性無遲滯效應(yīng)，而且使用溫度已達(dá)到200以上，長期穩(wěn)定性也高于500h，因此，將它用于傳感器的較多。圖7是C.P.O.Treutlerba研制的一種用于測量車輪速的多層膜傳感器的電路框圖，采用Co/Cu或CoCu/Cu多層膜制成的4個GMR敏感電阻，組成一個電橋型場強(qiáng)計（gradiometer）。圖中d是電橋的2個半橋之間的距離，實(shí)際上就是磁極輪的磁極距。當(dāng)極輪的旋轉(zhuǎn)速度不同時，GMR傳感器的橋路阻值將改變，使電橋產(chǎn)生并輸出一個與輪速相關(guān)的輸出信號，從而獲得被測速度。 2.自旋閥多層膜傳感器 圖8是一個與層間偶合多層膜傳感器類似的自旋閥角度傳感器的框圖，它的敏感電阻為FeMn/Co/Cu/NiFe多層膜。這種傳感器也將4個敏感GMR放在電橋內(nèi)。為了從均勻磁場內(nèi)的橋路中獲得信號，應(yīng)使與2個半橋相關(guān)的參考層的方向相反。因此，該傳感器采用了一種所謂二次淀積工藝形成自旋閥，即在磁場旋轉(zhuǎn)下進(jìn)行第一次淀積；利用第二次淀積期間除去中間介質(zhì)層，以獲得方向相反的小尺寸參考層。該傳感器具有造價低、批量加工和采用微機(jī)械加工工藝等優(yōu)點(diǎn)，可以滿足汽車傳感器對環(huán)境溫度在200左右的要求，與極輪或外加磁場配合使用。 圖9是G.Rieger等人報告的另一種非接觸式自旋閥位置傳感器，它由可旋轉(zhuǎn)磁鐵和自旋閥多層膜系統(tǒng)兩部分組成。通常將可旋轉(zhuǎn)磁鐵固定在被測對象上，使其能夠隨旋轉(zhuǎn)對象一起轉(zhuǎn)動。多層膜結(jié)構(gòu)包括頂、底兩層Fe作為檢測層，為軟磁性材料；兩檢測層之間是一個Cu、Co相間的子系統(tǒng)作為反磁性（AAF）層， 是硬磁性材料；由此形成一個軟硬相間的自旋閥系統(tǒng)。該傳感器的測量原理是，在一個與Cu/Co多層膜系統(tǒng)的固定磁化率相關(guān)的外加磁場作用下，軟磁性檢測層的磁化率的方向?qū)㈦S之改變，輸出一個與外加磁場角度的余弦變化量相關(guān)的敏感信號。 如果軟材料層和硬材料層的磁化排列相互平行，則GMR值最?。蝗绻鼈兎聪蚱叫?，則GMR值最大。該傳感器多層膜的r/r約為5%；由于其檢測層達(dá)不到完全的軟磁性，仍存在各向異性， 因此產(chǎn)生的遲滯為1；H為2.530kA/m，溫度系數(shù)r/Tr為-0.25%/K。與Hall、AMR磁場傳感器不同，該傳感器僅對位置敏感，由此測量出所加磁場的方向，而與所加磁場的強(qiáng)度在很大的范圍內(nèi)無關(guān)。因此在被測對象及旋轉(zhuǎn)磁鐵與多層膜系統(tǒng)之間可形成一個巨大的空氣間隙，以調(diào)節(jié)非相關(guān)方向的力矩。圖中的M1、M2說明角度與自旋閥檢測層和多膜系統(tǒng)之間的力矩相關(guān)。該傳感器采用熱氧化淀積工藝將每個敏感薄膜形成在Si片上，構(gòu)成單個傳感器；或者采用標(biāo)準(zhǔn)光刻工藝將多層膜電阻橋路形成在Si片上，制成GMR全橋傳感器。每個GMR元件均呈曲線形狀，阻值為800W。全橋傳感器的外型尺寸為0.5mm´1mm，封入標(biāo)準(zhǔn)的SMD殼內(nèi)。 基于上述GMR傳感器的輸出信號為正弦曲線，因此適于制造低造價、非接觸式傳感器。下面是3個非接觸式絕對位置傳感器的實(shí)例，圖10(a)是一個前輪角度傳感器，它將旋轉(zhuǎn)永久磁鐵放在GMR之上，由GMR傳感器檢測出旋轉(zhuǎn)磁鐵的位置，從而獲得車輪的角度。圖10(b)是采用相同原理的角度傳感器，它將GMR元件放在磁化2極磁輪的側(cè)面。圖10(c)利用了一個可至幾厘米的偶極場的角度變化，由一根單獨(dú)的棒形磁鐵產(chǎn)生的離散磁場的GMR來測量出線性位置。上述3例采用復(fù)校電路，可獲得最大位移為10mm時，電路的分辨率達(dá)20mm。 圖11(a)是一種鐵磁輪式傳感器，它的被測對象可以是一個機(jī)械齒輪，將GMR元件放在磁鐵和齒輪之間，當(dāng)齒輪旋轉(zhuǎn)時，磁場的分布將發(fā)生改變，從而在GMR元件內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)字化輸出信號。圖11(b)是一種磁極輪式傳感器，磁極輪的旋轉(zhuǎn)將改變磁場的分布，GMR元件內(nèi)產(chǎn)生GMR效應(yīng)，輸出相應(yīng)的數(shù)字化信號。C.Giebeler等人也報告了類似的GMR角度和 旋轉(zhuǎn)速度傳感器。 最近Werner.Ricken等報告了一種采用GMR和渦流傳感器進(jìn)行混凝土無損試驗(yàn)的研究。他們將4個GMR元件組成的惠斯登電橋形成在Si芯片上。然后密封入一塊8針SOIC殼內(nèi)。在|B|的線性范圍1.1mV條件下，溫度靈敏度為3.79%/mT。 3.顆粒膜傳感器 最近，M.Angelakeris等人報告了一種Ag-Co顆粒多層膜磁場傳感器，它的加工是在超高真空條件下，采用電子束濺射工藝，將其淀積在Si、聚烯亞胺、玻璃等芯片上。它的加工工藝如圖12分4步，首先采用平板印刷工藝將聚烯亞胺膜淀積在Si（100）芯片上，該模由8個傳感器形成24傳感器陣列組成。第二步是選擇Ag-Co多層系統(tǒng)淀積在該芯片上。第三步是淀積后除去未覆蓋聚烯亞胺膜部分，只將傳感器的Ag-Co多層膜系統(tǒng)保留在Si芯片上。最后，將作為電氣引線的Al接點(diǎn)預(yù)制在傳感器元件之間，這種二維傳感器可以擴(kuò)展為16、32、64個元件，加工更多的元件應(yīng)采用三維結(jié)構(gòu)，但這將使電氣引線變得更復(fù)雜。這種傳感器適用于穩(wěn)定、均勻的小磁場測量領(lǐng)域。 圖12.AgCo顆粒多層膜磁場傳感器的加工工藝4.龐磁電阻傳感器 圖13是O.J.Gonzalez等人最近研制的GMR位置傳感器，它的敏感多層膜是一種鈣鈦礦氧化物，其主要成分是La0.67Sr0.33MnO3（LSMO），形成在Al2O2芯片上，呈4個環(huán)型電阻形狀，作為惠斯登電橋的4個敏感臂，它們在磁場中阻值將減少。該傳感器工作原理是，當(dāng)兩個磁電阻相對變化時（R1和R3、R2和R4），非平衡電橋受永久磁場影響，輸出最大值；當(dāng)所有磁電阻對橋路的影響相平衡時，橋路輸出為零。磁電阻電橋與旋轉(zhuǎn)角度相關(guān)的靈敏度可表示為：圖13.龐磁電阻位置傳感器原理和芯片布置圖 Sb=DVo(Q)/ Vi/DQ （2） 式中：Vo（）橋路不平衡時輸出電壓變化率； Vi橋路輸入電壓； 敏感角度變化率。 該傳感器的加工工藝包括形成Al2O3芯片、光刻LSMO形成電橋以及最后進(jìn)行退火熱處理等12步。芯片總尺寸為 17mm´17mm´20mm，Sb為70.66mV，電路接口靈敏度為4.26mV/V/ º。12 5.半磁性半導(dǎo)體傳感器 最近，A.I.Savchuk等人采用改進(jìn)型Bridgman方法，生長出Hg1-x CrxSe和Hg1-xEu1-xTe單晶體薄膜，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)這兩種材料具有顯著的GMR效應(yīng)。在x0.05的Hg1-x CrxSe晶體內(nèi)，存在與溫度相關(guān)的針狀不規(guī)則的GMR特性。室溫下，Hg1-x CrxSe晶體的Dr/r值可達(dá)100%。此材料已用作磁場傳感器。正在研究采用激光淀積工藝制造這種薄膜。 四、結(jié)束語 綜上所述，磁性材料的GMR效應(yīng)及傳感器的發(fā)展，有以下幾個特點(diǎn)： 1. 對于各種GMR材料的研究方興未艾，不斷有新材料或新的GMR效應(yīng)出現(xiàn)，例如，CMR材料、Hg1-xEu1-x