一种柔性GMR磁场传感器及其制备方法技术

技术编号:24585010 阅读:36 留言:0更新日期:2020-06-21 01:41
一种柔性GMR磁场传感器及其制备方法,包括柔性基底、巨磁电阻结构和导电层;巨磁电阻结构和导电层均设置在柔性基底上表面,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;第一缓冲层设置在柔性基底上表面,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。本发明专利技术实现了使用超薄柔性基底对巨磁电阻结构的多层磁性传感器薄膜能够实现曲率半径为微米级的弯折上万次而不产生疲劳,同时可以减小器件面积来实现高密度的芯片集成,具有灵敏度较高、体积小、功耗低、可靠性高、温度特性好、可集成化优点。

A flexible GMR magnetic field sensor and its preparation

【技术实现步骤摘要】
一种柔性GMR磁场传感器及其制备方法
本专利技术属于传感器设计
,特别涉及一种柔性GMR磁场传感器及其制备方法。
技术介绍
传感器具备磁场信息的感知、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。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,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。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,使其在磁性传感器中的市场占有率越来越大。巨磁电阻效应,是指磁性材料的电阻率在有外磁场作用时较之无外磁场作用时存在巨大变化的现象。巨磁电阻是一种量子力学效应,它产生于层状的磁性薄膜结构,这种结构是由铁磁材料和非铁磁材料薄层交替叠合而成。当相邻的两个铁磁层的磁矩相互平行时,载流子与自旋有关的散射最小,材料有最小的电阻;当相邻的两个铁磁层的磁矩为反平行时,与自旋本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性GMR磁场传感器,其特征在于,包括柔性基底(1)、巨磁电阻结构和导电层(7);巨磁电阻结构和导电层(7)均设置在柔性基底上表面,且导电层(7)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(2)、第二缓冲层(8)、钉扎层(3)、隔离层(5)和两个铁磁层,两个铁磁层分别为被钉扎层(4)和自由层(6);第一缓冲层(2)设置在柔性基底上表面,第一缓冲层(2)上自下而上依次设置钉扎层(3)、被钉扎层(4)、隔离层(5)、自由层(6)和第二缓冲层(8),形成巨磁电阻结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种柔性GMR磁场传感器,其特征在于,包括柔性基底(1)、巨磁电阻结构和导电层(7);巨磁电阻结构和导电层(7)均设置在柔性基底上表面,且导电层(7)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(2)、第二缓冲层(8)、钉扎层(3)、隔离层(5)和两个铁磁层,两个铁磁层分别为被钉扎层(4)和自由层(6);第一缓冲层(2)设置在柔性基底上表面,第一缓冲层(2)上自下而上依次设置钉扎层(3)、被钉扎层(4)、隔离层(5)、自由层(6)和第二缓冲层(8),形成巨磁电阻结构。


2.根据权利要求1所述的一种柔性GMR磁场传感器,其特征在于,柔性基底为PET、PEN、PMMA或Kapton。


3.根据权利要求1所述的一种柔性GMR磁场传感器,其特征在于,导电层为Ta、Au、Ag、Al、Cu、Pt、W、Ti、Mo、TaN或TiN中的一种。


4.根据权利要求1所述的一种柔性GMR磁场传感器,其特征在于,隔离层为Ta、Au、Ag、Al、Cu、Pt、W、Ti或Mo中的一种。


5.根据权利要求1所述的一种柔性GMR磁场传感器,其特征在于,自由层为CoFe、CoFe/Ru/CoFe、NiFe、CoFeB、FeGaB、Co、Fe、NiFeCo或CoNbZr中的一种。


6.根据权利要求1所述的一种柔性GMR磁场传感器,其特征在于,钉扎层为IrMn、PtMn或FeMn中的一种反铁磁材料;被钉扎层为CoFe、CoFe/Ru/CoFe、NiFe、CoFeB、FeGaB、Co、Fe、NiFeCo或CoNbZr中的一种铁磁性材料;缓冲层为Ta。


7.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘明胡忠强王志广周子尧段君宝王立乾
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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