测量范围可调的巨磁电阻传感器及其制备方法技术

技术编号:22059226 阅读:44 留言:0更新日期:2019-09-07 16:58
测量范围可调的巨磁电阻传感器,包括基底、巨磁电阻结构和导电层;巨磁电阻结构和导电层均设置在基底上表面,且导电层设置在巨磁电阻结构的周围;巨磁电阻结构包括第一缓冲层、第二缓冲层、钉扎层、隔离层和两个铁磁层,两个铁磁层分别为被钉扎层和自由层;第一缓冲层设置在基底上表面,第一缓冲层上自下而上依次设置钉扎层、被钉扎层、隔离层、自由层和第二缓冲层,形成巨磁电阻结构。本发明专利技术利用磁电复合材料中磁各向异性场的电场调控效应,首次实现了使用电场对巨磁电阻结构中自由层的磁化方向的调节,具有灵敏度较高、体积小、功耗低、可靠性高、温度特性好、可集成化等优点。并首次将此原理应用于巨磁电阻传感器中,实现了巨磁电阻传感器线性输出范围的大幅提高和连续调节。测量范围可调的巨磁电阻传感器可用于车载电子、物联网和可穿戴设备等微型磁传感器芯片。

Giant Magnetoresistance Sensor with Adjustable Measurement Range and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
测量范围可调的巨磁电阻传感器及其制备方法
本专利技术属于巨磁电阻传感器
,特别涉及测量范围可调的巨磁电阻传感器及其制备方法。
技术介绍
传感器具备信息的感知、采集、转换、传输和处理等功能,已经成为自动检测、自动控制系统中不可缺少的重要电子元器件。自1988年M.N.Baibith在(Fe/Cr)n超晶格多层膜发现巨磁电阻(GiantMagnetoresistance,GMR)效应以后,巨磁电阻效应及其材料的基础研究和应用研究迅速成为人们关注的热点。目前,GMR材料已在磁传感器、计算机读出磁头、磁随机存取存储器等领域得到商业化应用。GMR材料的问世引发了磁性传感器的升级换代,由于其对低场的高灵敏度,非常适于工控领域中角度、位置、转速等方面的测量,以及用于制造高密度存储介质,被广泛应用于非接触位置测量、交通速度检测、生物探测、电力系统等多种领域。巨磁电阻传感器的出现,使传统的磁传感器包括霍尔器件、半导体磁敏电阻和磁敏二极管、三极管及各向异性磁电阻传感器等面临严峻的挑战。与传统传感器相比,GMR传感器具有灵敏度较高、体积小、功耗低、可靠性高、温度特性好、可集成化等优点,使其在磁性传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.测量范围可调的巨磁电阻传感器,其特征在于,包括基底、巨磁电阻结构和导电层(9);巨磁电阻结构和导电层(9)均设置在基底上表面,且导电层(9)设置在巨磁电阻结构的周围;巨磁电阻结构包括第一缓冲层(4)、第二缓冲层(10)、钉扎层(5)、隔离层(7)和两个铁磁层,两个铁磁层分别为被钉扎层(6)和自由层(8);第一缓冲层(4)设置在基底上表面,第一缓冲层(4)上自下而上依次设置钉扎层(5)、被钉扎层(6)、隔离层(7)、自由层(8)和第二缓冲层(10),形成巨磁电阻结构。

【技术特征摘要】
1.测量范围可调的巨磁电阻传感器,其特征在于,包括基底、巨磁电阻结构和导电层(9);巨磁电阻结构和导电层(9)均设置在基底上表面,且导电层(9)设置在巨磁电阻结构的周围;巨磁电阻结构包括第一缓冲层(4)、第二缓冲层(10)、钉扎层(5)、隔离层(7)和两个铁磁层,两个铁磁层分别为被钉扎层(6)和自由层(8);第一缓冲层(4)设置在基底上表面,第一缓冲层(4)上自下而上依次设置钉扎层(5)、被钉扎层(6)、隔离层(7)、自由层(8)和第二缓冲层(10),形成巨磁电阻结构。2.根据权利要求1所述的测量范围可调的巨磁电阻传感器,其特征在于,导电层(9)分为四个部分,巨磁电阻结构两个端部的两侧均设置有导电层(9)。3.根据权利要求1所述的测量范围可调的巨磁电阻传感器,其特征在于,基底包括基底底电极(1)、压电材料(2)和基底顶电极(3),基底顶电极(3)和基底底电极(1)分别设置在压电材料(2)的上表面和下表面。4.根据权利要求3所述的测量范围可调的巨磁电阻传感器,其特征在于,压电材料为PMN-PT、PZN-PT、PIN-PMN-PT、Sm掺杂的PMN-PT、PZT、PbTiO3、PbNbO3、PVDF、LiNbO3、TiSrO3中的一种压电陶瓷。5.根据权利要求3所述的测量范围可调的巨磁电阻传感器,其特征在于,基底顶电极和基底底电极和导电层为Ta、Au、Ag、Al、Cu、Pt、W、Ti、Mo、TaN或TiN中的一种导电材料。6.根据权利要求1所述的测量范围可调的巨磁电阻传感器,其特征在于,隔离层为Ta、Au、Ag、Al、Cu、Pt、W、Ti、Mo中的一种非磁性材料;7.根据权利要求1所述的测量范围可调的巨磁电阻传感器,其特征在于,自由层为CoFe、CoFe/Ru/CoFe、NiFe、CoFeB、FeGaB、Co、Fe、NiFeCo、CoN...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘明胡忠强周子尧王志广朱媛媛段君宝王立乾
申请(专利权)人:西安交通大学
类型:发明
国别省市:陕西,61

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