電鍍NiFe軟磁薄膜巨磁阻抗效應(yīng)研究.pdf

1、隨著各種汽車控制系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、環(huán)境測(cè)量系統(tǒng)等對(duì)具有高靈敏度、響應(yīng)迅速而成本較低的微型磁傳感器的大量需求，傳統(tǒng)的磁阻(MR)傳感器、巨磁阻（GMR）傳感器在性能上已經(jīng)不能完全滿足當(dāng)前使用的要求。而巨磁阻抗（GMI）傳感器比磁阻傳感器靈敏度高1到2個(gè)數(shù)量級(jí)，并且溫度穩(wěn)定性好、無磁滯，在弱磁檢測(cè)領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。巨磁阻抗效應(yīng)一般出現(xiàn)在軟磁絲、薄帶和薄膜中，其中薄膜巨磁阻抗傳感器具有批量生產(chǎn)及半導(dǎo)體電路集成的兼容能力，能大大降低生產(chǎn)成本

2、，因此研究軟磁薄膜材料中的巨磁阻抗效應(yīng)具有重要的實(shí)用價(jià)值。 本文系統(tǒng)研究了電鍍NiFe軟磁薄膜的單層膜、NiFe/Cu/NiFe三明治結(jié)構(gòu)、曲折型NiFe/Cu/NiFe三明治結(jié)構(gòu)薄膜的巨磁阻抗效應(yīng)。主要研究結(jié)果如下： 1. 利用濺射、電鍍、光刻、刻蝕等微細(xì)加工工藝，在玻璃基片上成功制備了NiFe合金薄膜的單層膜、NiFe/Cu/NiFe三明治結(jié)構(gòu)、曲折型NiFe/Cu/NiFe三明治結(jié)構(gòu)薄膜，并在1～40MHz的頻率范

3、圍內(nèi)測(cè)量了它的巨磁阻抗效應(yīng)； 2. NiFe單層膜的巨磁阻抗效應(yīng)在1～40MHz的頻率范圍內(nèi)非常微弱，并且沒有明顯的規(guī)律性； 3. NiFe/Cu/NiFe三明治薄膜比單層膜有更大的GMI效應(yīng)變化值。三明治薄膜最大GMI效應(yīng)值可達(dá)11.09％，而單層膜僅為0.52％，顯示了三明治薄膜的優(yōu)越性。并且NiFe/Cu/NiFe三明治薄膜的GMI效應(yīng)有較好的規(guī)律性。在一定的外加磁場(chǎng)作用下，GMI效應(yīng)先隨頻率升高，在一定頻率下達(dá)到

4、最大峰值，然后開始逐漸減小，最后變化非常緩慢。在一定頻率的電流作用下，GMI效應(yīng)先隨外加磁場(chǎng)增加，達(dá)到峰值后開始下降，在外加磁場(chǎng)較大時(shí)甚至出現(xiàn)負(fù)的巨磁阻抗效應(yīng)值。 4. 曲折型三明治結(jié)構(gòu)NiFe/Cu/NiFe多層膜的巨磁阻抗效應(yīng)比三明治結(jié)構(gòu)薄膜的巨磁阻抗效應(yīng)有了很大提高，GMI效應(yīng)的最大值可達(dá)90％左右，顯示了這種曲折型結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性。研究了FeNi、Cu層的厚度、寬度對(duì)曲折型三明治結(jié)構(gòu)NiFe/Cu/NiFe多層膜的巨磁阻抗效