The invention discloses a short circuited microstrip line ferromagnetic resonance measuring system and method based on LabVIEW. The system includes short circuited microstrip line clamp, Gauss meter, solenoid, vector network analyzer, current source and program-controlled computer. Programmable computer control vector network analyzer for short circuited microstrip line provides single frequency signal source, and control the current source output to the solenoid, the solenoid generated inside the stable magnetic field; magnetic field change the magnetic properties of the thin films in the horizontal direction, control calculation microwave signal S11 parameter detection machine back reflection, and a relationship curve make the S parameter and the magnetic field, the curve of data processing, get the magnetic properties of the thin films, spin magnetic resonance linewidth ratio and Landes factor. The measuring system of the invention does not need to add a higher measuring magnetic field; meanwhile, the measuring method provided by the invention is suitable for broadband and microwave low frequency measurement, and the scanning field and frequency sweep measurement can be realized.
【技术实现步骤摘要】
基于LabVIEW的短路微带线铁磁共振测量系统及方法
本专利技术属于微波
,涉及一种磁性薄膜材料的微波分析装置,具体为一种基于LabVIEW的短路微带线铁磁共振测量系统。
技术介绍
铁磁共振(FMR)是20世纪40年代发展起来的一种研究物质宏观性能和微观结构的重要实验手段。它利用磁性物质从微波磁场中强烈吸收能量的现象,与核磁共振和顺磁共振一样在磁学和固体物理学研究中占有重要地位。磁性薄膜的铁磁共振测量在高频磁学和自旋电子学中有非常重要的应用,例如硬盘的读取头,MRAM,自旋磁矩MRAM和自旋转矩振荡器等。铁磁共振实际上是磁性材料原子中电子的自旋顺磁共振,因此需要微波来提供电子跃迁所需要的能量。通过计算测量得到铁磁共振曲线可得到共振线宽,并通过公式:和可以计算出旋磁比γ和朗德因子g。其中f为共振频率,B0为共振磁场,μB为波尔磁子,为普朗克常量。目前常用的铁磁共振测试方法是谐振腔法。但是其谐振腔的共振频率是由生产时的尺寸决定的,一般在9G附近,而且无法更改。根据共振频率与磁场的平方成正比可以知道,频率越高,对应的磁场强度也就越强。所以,传统的测试方法中的磁场需要加到几千奥斯特,而强磁场都是由电磁铁提供的,导致测试装置不仅笨重而且铁芯中的剩磁要考虑去掉,才不会影响下一次的测量。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的缺陷,提供了一种基于LabVIEW的短路微带线铁磁共振测量系统,不需要加入较高的测量磁场。同时,本专利技术提供一种利用该系统的测量方法,适用于宽频及微波低频段测量,同时可以实现扫场、扫频测量。本专利技术装置的技术方案如下:基于LabVIEW ...
【技术保护点】
基于LabVIEW的短路微带线铁磁共振测量系统,其特征在于,包括短路微带线夹具、高斯计、螺线管、矢量网络分析仪、电流源和程控计算机,所述短路微带线夹具与矢量网络分析仪连接,并放入螺线管内部;所述螺线管与电流源连接,螺线管内部还放有高斯计的霍尔探头;所述程控计算机分别与矢量网络分析仪和电流源相连,程控计算机上装有使用LabVIEW语言编写的控制软件;磁性薄膜样品放置在短路微带线夹具上的信号线和地线之间。
【技术特征摘要】
1.基于LabVIEW的短路微带线铁磁共振测量系统,其特征在于,包括短路微带线夹具、高斯计、螺线管、矢量网络分析仪、电流源和程控计算机,所述短路微带线夹具与矢量网络分析仪连接,并放入螺线管内部;所述螺线管与电流源连接,螺线管内部还放有高斯计的霍尔探头;所述程控计算机分别与矢量网络分析仪和电流源相连,程控计算机上装有使用LabVIEW语言编写的控制软件;磁性薄膜样品放置在短路微带线夹具上的信号线和地线之间。2.根据权利要求1所述的基于LabVIEW的短路微带线铁磁共振测量系统,其特征在于,所述短路微带线夹具包括内部微带线、SMA接头和外部屏蔽盒。3.根据权利要求2所述的基于LabVIEW的短路微带线铁磁共振测量系统,其特征在于,所述短路微带线夹具的阻抗为50欧姆。4.根据权利要求1所述的基于LabVIEW的短路微带线铁磁共振测量系统,其特征在于,所述电流源为电磁铁恒流电源,输出电流精度为0.1mA。5.根据权利要求1所述的基于LabVIEW的短路微带线铁磁共振测量系统,其特征在于,所述螺线管是采用漆包线绕成多层均匀的同心圆,螺线管总长度为150mm,外径80mm,内径40mm。6.根据权利要求1所述的基于LabVIEW的短路微带线铁磁共振测量系统,其特征在于,所述控制软件包括四个模块:仪器配置模块、电流源控制模块、数据显示模块和数据处理模块;所述仪器配置模块用于初始化矢量网络分析仪和电流源,设置矢量网络分析仪的频率和功率,并设置电流源的电流变化速率;所述电流源控制模块用于控制电流依次递增并实时监测电流源输出的电流值和电压值;所述数据显示模块将...
【专利技术属性】
技术研发人员:唐东明,朱杰,贾龙飞,刘园,杨燚,张豹山,王啸坤,李歌,朱逸,韩海阳,
申请(专利权)人:南京大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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