GMI传感器灵敏度改进结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种GMI传感器灵敏度改进结构，包括GMI敏感材料和驱动电源；所述GMI敏感材料包括第一导电层、第一绝缘层、GMI敏感层、第二绝缘层、第二导电层和第三绝缘层；所述第一导电层与所述第二导电层之间施加有电信号提供层间电场，所述第一导电层、所述第一绝缘层、所述第二绝缘层和所述第二导电层在层间电场的作用下形成层间电容；所述驱动电源的正负极连接GMI敏感层的两端。本实用新型专利技术提供了一种GMI传感器灵敏度改进结构，GMI敏感材料为复合结构，在该复合结构中施加层间电场使其产生层间电容，该层间电容在传感器交流工作时起到存储部分能量和抗突变干扰的作用，从而可以改善器件的稳定性能和灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
GMI传感器灵敏度改进结构
本技术属于磁性传感器
，具体涉及一种GMI传感器灵敏度改进结构。
技术介绍
现有技术中通过驱动电源产生交流驱动磁场，施加在GMI敏感材料的两端，使GMI敏感材料磁化饱和。将GMI材料置于外磁场中，外磁场平行材料和金属壳长轴方向，由外磁场变化引起的阻抗变化信号在GMI敏感材料两端，传感采集器直接测得。随着科学技术的发展对传感器提出了更高的要求。如何提高传感器的灵敏度是一个引起人们广泛关注的问题。
技术实现思路
本技术主要解决的技术问题是:提供一种GMI传感器灵敏度改进结构，GMI敏感材料为复合结构，在该复合结构中施加层间电场使其产生层间电容，该层间电容在传感器交流工作时起到存储部分能量和抗突变干扰的作用，从而可以改善器件的稳定性能和灵敏度。为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是：本技术提供一种GMI传感器灵敏度改进结构，包括GMI敏感材料和驱动电源，所述驱动电源的正负极分别连接GMI敏感材料的两端；所述GMI敏感材料包括第一导电层、第一绝缘层、GMI敏感层、第二绝缘层、第二导电层和第三绝缘层，所述第一绝缘层形成于所述第一导电层的外表面，所述GMI敏感层形成于第一绝缘层的外表面，所述第二绝缘层形成于所述GMI敏感层的外表面，所述第二导电层形成于第二绝缘层的外表面，所述第三绝缘层形成于第二导电层的外表面；所述第一导电层与所述第二导电层之间施加有电信号提供层间电场，所述第一导电层、所述第一绝缘层、所述第二绝缘层和所述第二导电层在层间电场的作用下形成层间电容；所述驱动电源的正负极连接GMI敏感层的两端。进一步地说，还设有传感采集器，所述传感采集器连接于GMI敏感材料的两端。进一步地说，所述第一导电层、所述第一绝缘层、所述GMI敏感层、所述第二绝缘层、所述第二导电层和所述第三绝缘层的形成方式为物理沉积、化学镀层或光刻沉积。进一步地说，所述GMI敏感层为金属层，且所述金属层在外加磁场发生变化下，交流阻抗变化大于1％。本技术的有益效果：本技术中在GMI传感器的GMI敏感材料两端施加驱动信号，测量外磁场变化下阻抗信号的变化；同时敏感材料为复合结构，且在第一导电层和第二导电层提供层间电场，通过层间电场的作用，提高传感器的灵敏度。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术的GMI敏感材料的截面图；图3为本技术的层间电场与灵敏度之间关系的曲线图。GMI敏感材料1、驱动电源2、第一导电层11、第一绝缘层12、GMI敏感层13、第二绝缘层14、第二导电层15、第三绝缘层16、传感采集器3和电信号4。具体实施方式以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。在不背离本技术精神和实质的情况下，对本技术方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本技术的保护范围。实施例：一种GMI传感器灵敏度改进结构，如图1-图3所示，包括GMI敏感材料1和驱动电源2，所述驱动电源的正负极分别连接GMI敏感材料的两端；所述GMI敏感材料1包括第一导电层11、第一绝缘层12、GMI敏感层13、第二绝缘层14、第二导电层15和第三绝缘层16，所述第一绝缘层形成于所述第一导电层的外表面，所述GMI敏感层形成于第一绝缘层的外表面，所述第二绝缘层形成于所述GMI敏感层的外表面，所述第二导电层形成于第二绝缘层的外表面，所述第三绝缘层形成于第二导电层的外表面；所述第一导电层与所述第二导电层之间施加有电信号4提供层间电场，所述第一导电层、所述第一绝缘层、所述第二绝缘层和所述第二导电层在层间电场的作用下形成层间电容；所述驱动电源的正负极连接GMI敏感层的两端。还设有传感采集器3，所述传感采集器连接于GMI敏感材料的两端，用于测量GMI敏感材料的信号数据。所述第一绝缘层、所述GMI敏感层、所述第二绝缘层、所述第二导电层和所述第三绝缘层的形成方式为物理沉积、化学镀层或光刻沉积。所述GMI敏感层为金属层，且所述金属层在外加磁场发生变化下，交流阻抗变化大于1％。本申请中所述的GMI传感器灵敏度改进结构的操作方法，包括如下步骤：步骤一：接通驱动电源产生外磁场，所述GMI敏感材料在外磁场的作用下磁化；步骤二：接通施加于第一导电层和第二导电层之间的电信号，使第一导电层和第二导电层之间产生层间电场，第一导电层、第一绝缘层、第二绝缘层和第二导电层在层间电场的作用下形成层间电容；层间电容在传感器交流工作时起到存储部分能量和抗突变干扰的作用，从而改善器件的稳定性能和灵敏度。步骤三：将所述GMI敏感材料置于外磁场中，所述传感采集器测量GMI敏感材料两端变化的阻抗信号数据。所述外磁场的磁感线方向与GMI敏感材料的长轴方向平行。本实施例中提高灵敏度的方法可以通过公式进一步说明。本实施例中GMI敏感材料阻抗的计算公式如下，其中工作频率ω，层间电容C,GMI敏感层电感L,GMI敏感层电阻R，交流阻抗的变化值ΔZ，外磁场的变化值ΔH，交流阻抗值Z：通常R<<ωL,所以灵敏度S的求值公式为：上述公式可知，对于L,R,ω确定后,通过C的变化可以影响材料的阻抗,使阻抗达到较大值，交流阻抗值Z变大，则ΔZ变大，则灵敏度值S变大，即灵敏度提高。本技术的一个具体实验例，如图3所示，其中，L,R,ω，C的取值分别为：R＝10Ω，L＝10uH，1/ω＝15MHz,C＝5.6p此时给第一导电层和第二导电层之间依次施加1-5V的给定电压值，由实验数据可知，当R＝10Ω，L＝10uH，1/ω＝15MHz,C＝5.6p时，给定电压值在2.5V时，灵敏度为500mv/Oe,此时灵敏度最高。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本技术创造的保护范围之中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种GMI传感器灵敏度改进结构，其特征在于：包括GMI敏感材料和驱动电源，所述驱动电源的正负极分别连接GMI敏感材料的两端；/n所述GMI敏感材料包括第一导电层、第一绝缘层、GMI敏感层、第二绝缘层、第二导电层和第三绝缘层，所述第一绝缘层形成于所述第一导电层的外表面，所述GMI敏感层形成于第一绝缘层的外表面，所述第二绝缘层形成于所述GMI敏感层的外表面，所述第二导电层形成于第二绝缘层的外表面，所述第三绝缘层形成于第二导电层的外表面；所述第一导电层与所述第二导电层之间施加有电信号提供层间电场，所述第一导电层、所述第一绝缘层、所述第二绝缘层和所述第二导电层在层间电场的作用下形成层间电容；/n所述驱动电源的正负极连接GMI敏感层的两端。/n

【技术特征摘要】
1.一种GMI传感器灵敏度改进结构，其特征在于：包括GMI敏感材料和驱动电源，所述驱动电源的正负极分别连接GMI敏感材料的两端；
所述GMI敏感材料包括第一导电层、第一绝缘层、GMI敏感层、第二绝缘层、第二导电层和第三绝缘层，所述第一绝缘层形成于所述第一导电层的外表面，所述GMI敏感层形成于第一绝缘层的外表面，所述第二绝缘层形成于所述GMI敏感层的外表面，所述第二导电层形成于第二绝缘层的外表面，所述第三绝缘层形成于第二导电层的外表面；所述第一导电层与所述第二导电层之间施加有电信号提供层间电场，所述第一导电层、所述第一绝缘层、所述第二绝缘层和所述第二导电层在层间电场的作用下形成层间电容；

【专利技术属性】
技术研发人员：赵振杰，张清，王健康，孙凌虹，
申请(专利权)人：昆山航磁微电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32