用于高频磁阻抗效应的软磁薄膜研究.pdfVIP

维普资讯 第 27卷 第 1期 华 中 理 工 大 学 学 报 Vo1．27 No．1 1999年 1月 J．HuazhongUniv．ofSci．8LTech． Jan． 1999 ④ 用于高频磁阻抗效应的软磁薄膜研究 陈善宝 椿更琪 邱进军 张志强 _ - ● - _ _7一0 ● _ - - 一 (华中理工大学电子科学与技术系) 摘 要 讨论了用于高额磁阻抗效应传感技术的NeFe软磁薄膜制备和薄膜单轴各向异性产生方法及机理． 用射频磁控溅射法在几十kA／m磁场定向下制备出具有一定单轴各向异性的MsF·‰软磁薄膜，并对所测得 的薄膜各种磁化曲线进行了分析． 关键词 堑墼受 墼·篓墼 ；蹩堑塞 ·塑墼里 墼堕 分类号 TM 271．2 随着高密度磁记录技术及各类磁传感器的发 存在时产生的．其所呈现的磁导率仍由复数磁导 展，迫切需要高灵敏度的磁敏感元件．普通各向异 率描述 ]．它与在直流饱和磁场和微波磁场共 同 性磁阻效应太小，仅 3 左右．限制了它的应用范 作用下的铁磁共振不同 (该铁磁共振呈现的磁导 围．人们不断研究新材料 、新原理，以期用于高灵 率为张量)．具有复数磁导率的软磁薄膜经励磁线 敏度磁传感技术．Baibickn等发现了超晶格多层 圈耦合对外呈现的便是复阻抗．磁阻抗随频率变 膜的 巨磁 阻效应 (GiantMagneto—resistance， 化的关系曲线是一谐振曲线 (共振曲线)．举例来 GMR)，它是由磁性薄膜表面或体 内的自旋相关 说，具有单轴各向异性场 一(1ooo／~)A／m、 散射产生的．利用分子束外延技术制成的层状 饱和磁化强度^=1T的NiFe软磁薄膜如果无 Fe—Cr超晶格膜，在强磁场作用下．当温度降到 其它各 向异性存在，则磁共振频率 ^=7( 4．2K的低温时其磁 (电)阻下降50 ．后来人 (4 ))112：560MHz，共振曲线特性由薄膜复数 们还提出了更简单的自旋阀结构 ]，最近又发现 磁阻抗 z ( ， )决定．研究表 明，如果被检测 了颗粒磁单畴粒子镶嵌在非磁性基体中的巨磁阻 磁场在面内且垂直于薄膜易磁化方 向，则薄膜磁 效应 ]．不过在室温和弱磁场下的巨磁阻效应的 导率发生变化，它等效于磁共振频率的变化或磁 (=) 应用尚有许多问题有待解决．近几年来人们发现 性样品Q值的变化．当通过检测电路时就可以获 非晶软磁金属丝和薄带的交流磁阻抗随外加磁场 得与检测磁场变化相对应的电压变化曲线．高频 ，f ¨ 变化显著的现象[‘]，Senda等 』贝研究了软磁薄 磁阻抗效应传感技术就是基于这一原理的．由于 膜 的高频 磁 阻抗 (HighFreguencyMagneto 它在常温下工作，100A／m的磁场产生的电压变 Impedance．HFMI)效应．由于高频阻抗效应在 化 (磁阻抗变化)达8o ，比各向异性磁阻变化 室温和弱磁场下变化显著，因此在高灵敏磁传感 (≤3 )大一个数量级以上．而且投有巴克豪森 技术和高密度磁记录技术中有较大的应用前景， 噪声，因此在高灵敏度磁传感技术和高密度磁存 目前在该领域的研究十分活跃． 储技术领域有广泛应用前景． 1 具有单轴各向异性的软磁薄膜高 2 具有单轴各向异性的NiFe软磁 频磁阻抗效应 薄膜的制备 磁性材料在交变磁场作用下其