一种提高磁力计敏感性的方法技术

本发明专利技术提供一种增强磁力计灵敏性的方法，在纯磁性系统中，根据在奇异点上的非厄米简并会产生对外部扰动的非线性响应，来提高磁力计的灵敏度。奇异点处两个或更多的特征值及其对应的特征向量被同时合并，在奇异点处有微扰时，本征频率偏移服从外部扰动的1/N次幂，其中N是奇异点的阶数。包含以下步骤：(1)构建一个具有PT对称性的三层铁磁单自旋模型；(2)考虑外加磁场，各向异性场和层间交换作用，用LLG方程得到单自旋模型的特征值方程，利用盛金公式求解特征值方程，得到三阶奇异点的条件；(3)利用上面计算得到的奇异点条件，使模型处在三阶奇异点处。施加微扰后合并的特征频率会分裂，可以通过频率的分离来评估微扰的大小。

【技术实现步骤摘要】
一种提高磁力计敏感性的方法
本专利技术属于磁器件
，具体涉及到具有PT对称性结构的纯磁性系统中利用三阶奇异点提高磁力计敏感性的方法。
技术介绍
磁力计是测量磁场强度和方向的仪器的统称。测量地磁场强度的磁力计可分为绝对磁力计和相对磁力计两类。主要用途是进行磁异常数据采集以及测定岩石磁参数。磁力计首先是由CarlFriedrichGauss于1833年专利技术的，并在19世纪有了迅速发展。现在它已用于矿物勘探、加速剂物理、考古学、移动电话等。磁力计从传统的矿产、石油行业的应用逐渐发展至高精尖的航空磁测、太空宇宙飞船探测行星中，所以磁力计被要求满足更高需求，需要更高的灵敏度。许多物理知识应用于磁力计上。例如，磁通门磁力计利用某些高磁导率的软磁材料在外场作用下的电磁感应现象测定外场。磁阻器件由其电阻随磁场变化而变化的坡莫合金(镍铁磁性薄膜)的薄带制成，参数的变化从外部场的变化线性地变化。以上应用均基于线性关系的变化来探测外场。在实际应用场景中需要在极端温度或低频率极限工作时，要求超高灵敏度的磁流量计(如超导量子干涉装置)。最近的研究提供了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高磁力计敏感性的方法，其特征在于包括如下步骤：/n第一步：/n构建一个由三个单自旋构成的三层铁磁模型，第一层是增益层，第二层是中性层，第三层是损耗层，三层之间相互耦合，增益层和中性层、中性层和损耗层之间相互耦合，并且耦合系数相同；假设第一层和第三层取相同材料参数，增益层和损耗层有数量相等、符号相反的增益系数和损耗系数，即阻尼；中间中性层无阻尼，材料不与第一层和第三层材料相同，使此系统具有PT对称性，三层磁矩方向均与水平面平行；/n第二步：/n此模型是一个基本的纯磁性结构，其磁矩运动满足LLG方程；此模型中，考虑静磁场各向异性场和层间交换作用，假设磁矩方向为x方向，静磁场方向为x方向和...

【技术特征摘要】
1.一种提高磁力计敏感性的方法，其特征在于包括如下步骤：
第一步：
构建一个由三个单自旋构成的三层铁磁模型，第一层是增益层，第二层是中性层，第三层是损耗层，三层之间相互耦合，增益层和中性层、中性层和损耗层之间相互耦合，并且耦合系数相同；假设第一层和第三层取相同材料参数，增益层和损耗层有数量相等、符号相反的增益系数和损耗系数，即阻尼；中间中性层无阻尼，材料不与第一层和第三层材料相同，使此系统具有PT对称性，三层磁矩方向均与水平面平行；
第二步：
此模型是一个基本的纯磁性结构，其磁矩运动满足LLG方程；此模型中，考虑静磁场各向异性场和层间交换作用，假设磁矩方向为x方向，静磁场方向为x方向和各项异性方向为x轴；
第一层和第三层用相同的材料参数，除了吉尔伯特阻尼，两层阻尼取值数值相等，符号相反以保证系统具有PT对称性，求解得出了支持三阶奇异点的约束条件：



其中ωB1＝γ(B+K1/M1+λμ0M2)，ωB2＝γ(B+K2/M2+2λμ0M1)，ωλ1＝γλμ0M1，ωλ2＝γλμ0M2；其中，B是磁场沿x方向的静磁场，Mn是第n层磁矩的饱和磁化强度，Kn>0是第n层的各向异性常数，λ是层间交换常数，λ>0表示层间是铁磁耦合交换作用，μ0是真空磁导率，γ是旋磁比，α＞0是阻尼；
根据此方程，带入上述两种材料的各向异性常数和饱和磁化强度，计算得到三阶奇异点需要的条件，通过调节层间交换作用λ，阻尼参数α，外场B等来得到三阶奇异点；计算发现调节层间交换作用λ，阻尼参数α，外场B也能得到二阶奇异点；
在奇异点附近的扰动，引起特征值的分裂，用来探测微扰，并且有较强灵敏性；
第三步：
根据上面求得的结果调整参数，使系统处在奇异点处，然后研究微扰对系统的影响，假设微扰为ε，该微扰相当于在系统上施加了外场Bε，ε＝γBε/ωλ2；分别考虑微扰在增益层和整个结构中的结果；
一般微扰的量级在10-10到10-2，当参数取值在二阶奇异点时，在增益层施加微扰ε，微扰使得合并的频率发生分裂，引起特征值以1/2指数形式劈裂；当参数取值在三阶奇异点时，微扰使得合并的频率发生分裂，引起特征值以微扰的...

【专利技术属性】
技术研发人员：于天琳，杨欢欢，宋玲玲，严鹏，曹云珊，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51