在当今的信息社会中,磁场传感器已经成为不可或缺的信息技术和信息产业的基本组件。

目前,磁场传感器,利用各种物理、化学和生物的影响已经开发并广泛应用于科学研究的各个方面、生产、和社会生活,承担的任务探索各种各样的信息。然而,大多数的磁场传感技术仍然有敏感性和滞后误差的问题,这阻碍了他们的实际应用。结合磁灵敏度高、低磁滞和快速响应的声表面波网格类型铁钴(摘要)磁致伸缩薄膜,可以实现一种新型的快速、高灵敏度,低滞后误差,稳定可靠。一个磁场检测方法检测磁场。

王文,博士,研究员的超声波技术中心声学研究所中国科学院和其他人发现,铁钴磁致伸缩薄膜的网格图案设计可以获得一种新的快速、敏感的磁场检测方法,提高磁场传感器。线性、一致性和稳定性降低滞后误差,从而提高磁场传感器的性能。相关的结果已经发表在国际期刊AIP进步。

近年来,研究人员利用磁致伸缩薄膜作为声表面波(看到)传感器敏感的电影,为磁场传感器设计提供一种新方法。王文的研究小组提出了一个设备基于感应电流的铁钴膜/磁场,和获得的灵敏度理论优化高达8.3千赫/ mT。然而,强劲的滞后效应*在磁致伸缩电影带来了显著的滞后误差,显著降低了传感器的性能。

这一次,研究者结合网格的铁钴磁致伸缩敏感膜图案设计的声表面波磁场感应。该传感器由一个微分双延迟线振荡器,如图1所示。

设备的表面感应频道由射频溅射沉积和雕刻过程沉积铁钴膜阵列,有效地抑制了滞后效应的释放内应力铁钴的变化。参考通道设备用于有效地降低环境温度的影响通过微分方法和其他影响。当磁场变化时,磁致伸缩效应*和ΔE效果*的铁钴电影导致了传播速度变化,和微分振荡频率的变化信号可以用来描述被测磁场的强度。

实验结果表明,铁钴材料的滞后效应成功地镇压了看到磁场传感器使用铁钴磁敏感栅式电影,回程误差是只有五分之一的铁钴薄膜传感器。传感器的灵敏度和线性度也大大提高,如图2所示。这项研究提供了一个高性能的磁场检测的有效方法。

*强磁滞效应:铁磁材料的磁化状态的变化总是滞后于应用磁场的变化。在外部磁场被移除后,仍能保持最初的部分磁性材料。

*磁致伸缩效应:材料的尺寸和体积变化时,铁磁材料外部磁场的变化。

*ΔE效应:当铁磁材料外部磁场的变化,它的杨氏弹性模量(E)也在改变。

图1 (a)基本结构的声表面波磁场传感器,(b)传感元件响应,(c)沉淀grid-arranged铁钴膜传感器设备

图2比较沉积铁钴之间的电影和阵列传感器的性能,(a)滞后误差测试,(b)敏感性测试