电场调控的磁电耦合巨磁阻抗传感器研究
批准号:
61601293
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
19.0 万元
负责人:
张毅
依托单位:
学科分类:
物理电子学
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
周逸凯、黄超娟、木塔力普吐尔洪
中文摘要
巨磁阻抗(GMI)传感器具有灵敏度高、尺寸小、功耗低等优势,在生物医药、地磁导航等领域具有巨大的应用潜力。近年来,随着磁性传感器微型化、集成化的发展,薄膜型GMI传感器成为研究热点。由于薄膜GMI传感器存在调控难、效应弱的问题,因此本项目从“横向磁导率”影响GMI效应这一基本思路出发,通过应力传导的磁电耦合效应实现薄膜GMI效应的增强及电学调控。本项目从磁电耦合体系中磁性薄膜的磁致伸缩、各向异性及压电材料的振动模式等参数入手,调控Fe基软磁薄膜和压电材料的磁电耦合效应,实现电场对磁性薄膜磁化翻转的控制。当翻转方向能够沿“横向”时,将提高薄膜的横向磁导率,进而实现GMI效应的电调控。以上工作的开展,能够极大简化薄膜GMI效应的调控手段,提高薄膜GMI传感器的灵敏度,为薄膜GMI传感器的发展提供新的思路和方法。
英文摘要
Giant magnetoimpedance (GMI) effect with high sensitivity, small size and low cost, is a kind of high resolution of magnetic field detection technology which could be used in biological medicine, earth-magnetism navigation and some other interdiscipline subjects. With the rapid development of film technology, the size of magnetic sensors is project to micro/nano-scale, which turns to hot spot. This research is based on the fundamental understanding that transverse permeability plays an important role to GMI effect, therefore a newly developed technique that introducing the magnetoelectric is developed. Tensile mediated magnetoelectric is an effective method which is expected to regulate and enhance GMI effect by applied a voltage on piezoelectric substrate. Based on the magnetoelectric effect, the magnetization could be regulated by changing the magnetostriction, magnetic anisotropy of magnetic film and vibration mode of piezoelectric film. When the direction of magnetization is reoriented along the transverse, the GMI effect could be regulated and strengthened. Thus, this work is of much interest both for the improvement of GMI effect and for the development and application of GMI magnetic sensors.
磁电耦合型巨磁阻抗效应可以通过原位电场实现对磁性薄膜巨磁阻抗效应的调控,其原理是基于应力传导的磁电耦合效应。高灵敏度和原位可调的特点,使其可广泛应用于生物磁场检测、地磁导航等领域。本项目基于FeGa/PMN-PT体系开展研究工作,一方面,系统的探究了生长温度、厚度、衬底、激光功率密度等参数对薄膜结构及软磁特性的影响;制备了FeGa/Mn多层膜,获得了具有优异输运特性的Fe2MnGa赫斯勒合金;通过N掺杂,在400摄氏度下生长的FeGaN薄膜,饱和磁化强度达到了430emu/cc。另一方面,在不同取向的单晶PMN-PT上制备了具有面内单轴各向异性的FeGa薄膜,并通过电压调控,使其各向异性场最大可以达到270Oe,实现了该体系中FeGa薄膜的GMI曲线峰位大范围变化,该结果为研发磁电耦合型GMI传感器奠定了理论基础。最后,发展了碳基/铁磁复合材料体系的GMI特性,使得GMI材料体系向更轻薄的方向发展。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
登录
查看更多内容
Temperature-Dependence of Static Magnetic Properties of FeGa Thin Film Fabricated by Pulsed Laser Deposition
脉冲激光沉积法制备 FeGa 薄膜静磁性能的温度依赖性
DOI:
10.1134/s0031918x19070123
发表时间:
2019-07
期刊:
Physics of Metals and Metallography
影响因子:
1.2
作者:
[Zhang Yi, Turghun Mutellip, Huang Chao Juan, Wang Tao, Wang FeiFei, Shi Wang Zhou]
通讯作者:
Shi Wang Zhou
Tuning static and dynamic magnetic properties of FeGa/Mn film
调节 FeGa/Mn 薄膜的静态和动态磁性能
DOI:
10.1016/j.jmmm.2019.01.045
发表时间:
2019-05
期刊:
Journal of Magnetism and Magnetic Materials
影响因子:
2.7
作者:
[Zhang Yi, Huang Chaojuan, Duan Zhihua, Shi Wangzhou]
通讯作者:
Shi Wangzhou
Phonon behaviors and dielectric functions in Bi0.5Na0.5TiO3-based ceramics by Raman scattering and optical ellipsometry
通过拉曼散射和光学椭圆光度法研究 Bi0.5Na0.5TiO3 基陶瓷中的声子行为和介电功能
DOI:
10.1111/jace.16175
发表时间:
2019
期刊:
Journal of the American Ceramic Society
影响因子:
3.9
作者:
[Jiao Shan, Chen Fangfang, Zhang Yi, Hu Zhigao, Duan Zhihua, Wang Feifei, Sun Dazhi]
通讯作者:
Sun Dazhi
Structure and Magnetic Properties of Magnetostrictive FeGa Film on Single-Crystal ( 100 ) GaAs and ( 001 ) Si Substrate Fabricated by Pulsed Laser Deposition
脉冲激光沉积单晶(100)GaAs和(001)Si基片磁致伸缩FeGa薄膜的结构和磁性能
DOI:
10.1007/s40195-017-0686-0
发表时间:
2018
期刊:
Acta Metallurgica Sinica (English Letters)
影响因子:
--
作者:
[Zhang Yi, Turghun Mutellip, Huang Chaojuan, Wang Tao, Wang Feifei, Shi Wangzhou]
通讯作者:
Shi Wangzhou
Influence of oxygen pressure on the electrical properties of Mn-doped Bi0.5Na0.5TiO3-BaTiO3 thin films by pulsed laser deposition
氧压对脉冲激光沉积Mn掺杂Bi0.5Na0.5TiO3-BaTiO3薄膜电性能的影响
DOI:
10.1016/j.ceramint.2019.04.056
发表时间:
2019
期刊:
Ceramics International
影响因子:
5.2
作者:
[Jiao Shan, Zhang Yi, Duan Zhihua, Wang Tao, Tang Yanxue, Zhao Xiangyong, Sun Dazhi, Shi Wangzhou, Wang Feifei]
通讯作者:
Wang Feifei
共 9 条
面向LCT亚毫米波望远镜接收机的大尺寸、高透射率、红外滤波的窗口设计
-
批准号:12473093
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:53.00万元
-
批准年份:2024
-
负责人:张毅
-
依托单位:
亚毫米波望远镜接收机MXene增透窗口设计
-
批准号:22ZR1446100
-
项目类别:省市级项目
-
资助金额:0.0万元
-
批准年份:2022
-
负责人:张毅
-
依托单位:
国内基金
海外基金