巨磁電阻的應用

關于巨磁電阻的應用一、巨磁電阻效應的定義

所謂巨磁電阻效應,是指材料的電阻率將受磁化狀態(tài)的變化而呈現(xiàn)顯著改變的現(xiàn)象。一般定義為

GMR=[(P0-PH)/P0]×100%

其中,PH為在磁場H作用下材料的電阻率,P0指無外磁場作用下材料的電阻率.第2頁,共10頁，2024年2月25日，星期天二、巨磁電阻工作原理巨磁阻是一種量子力學效應，它產(chǎn)生于層狀的磁性薄膜結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)是由鐵磁材料和非鐵磁材料薄層交替疊合而成。當鐵磁層的磁矩相互平行時，載流子與自旋有關的散射最小，材料有最小的電阻。當鐵磁層的磁矩為反平行時，與自旋有關的散射最強，材料的電阻最大。上下兩層為鐵磁材料，中間夾層是非鐵磁材料。鐵磁材料磁矩的方向是由加到材料的外磁場控制的，因而較小的磁場也可以得到較大電阻變化的材料。第3頁,共10頁，2024年2月25日，星期天

三、巨磁電阻材料的應用現(xiàn)狀

1、巨磁電阻傳感器

2、巨磁阻磁記錄讀出磁頭

3、巨磁電阻隨機存儲器(MRAM)

第4頁,共10頁，2024年2月25日，星期天1、巨磁電阻傳感器

巨磁電阻傳感器采用惠斯登電橋和磁屏蔽技術，傳感器基片上鍍了一層很厚的磁性材料，這層材料對其下方的巨磁電阻形成屏蔽，不讓任何外加磁場進入屏蔽的電阻器?；菟沟请姌蛴杏芍幌嗤木薮烹娮杞M成，其中R1和R3在磁性材料上方，受外加磁場影響是電阻減少，而R2和R4在磁性材料下方，被屏蔽阻值不變。

第5頁,共10頁，2024年2月25日，星期天

巨磁電阻傳感器由于具有巨大的GMR值和較大的磁場靈敏度,表現(xiàn)出更強的競爭能力。它大大提高傳感器的分辨率,靈敏度、精確性等指標,特別是在微弱磁場的傳感方面,如可用于偽鈔識別器等方面,則顯出更大的優(yōu)勢。更廣泛的應用是各類運動傳感器,如對位置、速度、加速度、角度、轉(zhuǎn)速等的傳感,在機電自動控制、汽車工業(yè)和航天工業(yè)等方面有廣泛的應用。第6頁,共10頁，2024年2月25日，星期天2、巨磁阻磁記錄讀出磁頭

采用薄膜電阻磁頭讀取信息,磁場的微弱變化對應著磁電阻的顯著變化,是讀取高密度磁記錄信息較理想的手段。因此,磁電阻頭及巨磁電阻讀出磁頭是實現(xiàn)新型超高密度磁記錄的關鍵技術及目前唯一有效途徑。第7頁,共10頁，2024年2月25日，星期天3、巨磁電阻隨機存儲器(MRAM)

采用納米制造技術，以相對兩磁性層的平行磁化狀態(tài)和反平行磁化狀態(tài)分別代表信息“1”和“0”；與半導體存儲器一樣，是用電檢測由磁化狀態(tài)變化產(chǎn)生的電阻值之差進行信息讀出的一種新型磁存儲器。MRAM潛在的重要優(yōu)點是非易失性，抗輻射能力強、壽命長，同時，它又兼有后者具有的大容量、高速存取、低成本、高集成度等特點。第8頁,共10頁，2024年2月25日，星期天[1]鐘喜春,曾德長,魏興釗,顧正飛.巨磁電阻材料的研究與應用[J].金屬功能材料.2002(03)[2]趙燕平,由臣,寧保群.巨磁電阻材料及應用[J].天津理工學院學報.2003(03)[3]于廣華,朱逢吾,賴武彥.巨磁電阻材料及其在汽車傳感技術中的應用[J].新材料產(chǎn)業(yè).2003(08)參考文獻