本发明专利技术公开了一种基于磁温差电效应的传感器元件及其实现方法，所述传感器元件包括若干位于磁场中的角形结构的温差电元件，所述温差电元件由具有温差电效应的磁性材料制成，温差电元件包括第一边、第二边以及两边相接形成的角部，所述角部处设有加热装置，所述第一边和第二边的另一端所在区域温度小于或等于周围环境温度。本发明专利技术的传感器元件结构及其制造工艺简单、性能稳定，能够加工成各种形式和大小的尺寸，可用于开发不同种类的磁场传感器，特别是可能用于开发超高密度磁性信息存储的新一代读出磁头，在包括信息存储在内的众多领域获得广泛的应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及传感器
，特别是涉及一种基于磁温差电效应的传感器元件及其实现方法。
技术介绍
磁性传感器广泛应用于空间定位和定向、自动监测和控制、信息存储等诸多
，其中的磁性传感元件是关键的部分、决定着磁性传感器的性能和用途。从原理上，磁性传感元件可以分为利用法拉第(Faraday)磁感应、各向异性磁电阻(AMR anisotropy magneto-resistance)效应、霍耳(Hall)效应、巨磁电阻(GMR giantmagneto-resistance)效应、隧道磁电阻(TMR tunnel giant magneto-resistance)效应等不同类型。特别是基于GMR和TMR效应的传感器，因为它们的高灵敏度、适用于超大容量的 信息存储，受到各国相关领域技术人员的重视。近年来，为满足日益增长的存储密度需求，超高灵敏度的磁电阻元件一直处于你追我赶的开发竞争状态，而研究开发的重点是通过寻找发现更合适的材料、更合适的多层结构和更合适的制造工艺，提高元件的灵敏度和运行的稳定性。现有技术中TO/2012/093587 (C02FE-BASED HEUSLER ALLOY AND SPINTR0NICDEVICE USING SAME)提出了通过采用Heusler合金、获得最高MR比和高输出信号的CPP-GMR 元件；W0/2011/103437 (A HIGH GMR STRUCTURE WITH LOW DRIVE FIELDS)提出具有铁磁交换耦合、显示巨磁电阻(GMR)的多周期结构元件；W0/2011/007767 (METHODFOR PRODUCING MAGNETORESISTIVE EFFECT ELEMENT, MAGNETIC SENSOR, ROTATION-ANGLEDETECTION DEVICE)公开了一种既能调控固定铁磁膜层的磁化取向又能简化GMR膜制备工艺的方法；Application Number2009280406 (METHOD OF MANUFACTURING TMR READHEAD, AND TMR LAMINATED BODY)公开了得到高 MR 比的 TMR 读出磁头的方法；ApplicationNumber 2009202412 (TUNNEL JUNCTION TYPE MAGNETORESISTIVE HEAD AND METHOD OFMANUFACTURING THE SAME)介绍了获得在面电阻R A小于I. 0Ω μπι2的区域MR比退化小的TMR磁头的方法；W0/2008/142748(MAGNETIC HEAD FOR MAGNETIC DISK APPARATUS)专利技术了一种用在硬盘(HDD)装置中、含有TMR元件或CPP-GMR元件、信号传送性能优异的读出磁头；W0/2010/050125(CPP-GMR ELEMENT, TMR ELEMENT, AND MAGNETIC RECORDING/REPRODUCTIONDEVICE)通过采用结晶磁各向异性能达2X 108erg/cm3的LltlMn5tlIr5tl薄膜作为反铁磁性层，能够保证即使尺寸小到5nm，元件的稳定性也能达到天文数字的I. 2X 1049年。虽然基于GMR或TMR效应传感器能够暂时满足近期存储密度技术发展的要求，但这两类传感器元件都是由不同性能薄膜叠加而形成的多层结构(比如，见专利W0/2010/050125 ；W0/2002/078021 !Application Number 06000077 !Application Number10011433)，不仅对薄膜材料的性能有特殊的要求，元件的制备工艺也复杂；另外，还要求磁头的尺寸进一步减小。受这些关键因素的综合限制，元件性能提高的难度越来越大。因此，为解决上述技术问题，基于新物理效应的磁性传感器元件的研究开发成为该领域技术发展的新方向。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于磁温差电效应的传感器元件及其实现方法。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供的技术方案如下一种基于磁温差电效应的传感器元件，所述传感器元件包括若干位于磁场中的角形结构的温差电元件，所述温差电元件由具有温差电效应的磁性材料制成，温差电元件包括第一边、第二边以及两边相接形成的角部，所述角部处设有加热装置，所述第一边和第二边的另一端所在区域温度小于或等于周围环境温度。作为本专利技术的进一步改进，所述加热装置为一电热细线或光照装置，角部加热通 过对电热细线通电或局部光照实现，加热温度由电流或光的强度调节。 作为本专利技术的进一步改进，所述电热细线和温差电元件之间还设有绝缘薄层。作为本专利技术的进一步改进，所述温差电元件的第一边和第二边由同一种具有温差电效应的磁性材料弯折成型、或由不同温差电效应的磁性材料焊接成型，所述第一边和第二边的夹角为(Γ180°，所述角部为第一边和第二边的弯折部、或第一边和第二边的焊接部。作为本专利技术的进一步改进，所述温差电元件的第一边和第二边由磁性材料的常规细丝制作，或由真空镀膜和微加工方法在绝缘衬底上制作薄膜细线形成。作为本专利技术的进一步改进，所述若干位于磁场中的角形结构温差电元件为相互串联或相互并联、或串联和并联的组合，串联时，若干温差电元件顺次连接成线圈状，前一个温差电元件的第二边的端部和后一个温差电元件的第一边端部电性连接，并联时，若干温差电元件的第一边端部相互电性连接，温差电元件的第二边端部相互电性连接。作为本专利技术的进一步改进，所述同一个温差电元件的第一边和第二线边的夹角为90°，若干温差电元件顺次串联时连接成的线圈截面成直角三角形。作为本专利技术的进一步改进，所述温差电元件的具有温差电效应的磁性材料为金属、或半金属、或半导体、或导电氧化物。作为本专利技术的进一步改进，所述温差电元件所在平面与磁场平行。相应地，一种基于磁温差电效应的传感器元件实现方法，所述方法包括将温差电元件放置于磁场中，所述温差电元件包括若干个角形结构的温差电元件，所述温差电元件由具有温差电效应的磁性材料制成，温差电元件包括第一边、第二边以及所述两边相接形成的角部；加热温差电元件的角部，使角部的温度高于第一边和第二边另一端的温度；磁场发生变化时,基于磁温差电效应，角形结构的温差电兀件将磁场的变化信息转化为变化的电信息，在温差电元件两端以电压的形式输出。与现有技术相比，本专利技术的传感器元件结构和制造工艺简单、性能稳定，能够加工成各种形式和大小的尺寸，可用于开发不同种类的磁场传感器，特别是可能用于开发超高密度磁性信息存储的新一代读出磁头，在包括信息存储在内的众多领域获得广泛的应用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本专利技术一实施方式传感器元件中温差电元件的结构示意图；图2为本专利技术一实施方式传感器元件中实现原理的流程示意图；图3为本专利技术一实施方式中温差电元件两端G和E间的电压随磁场强度的变化图。具体实施例方式本专利技术公本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于磁温差电效应的传感器元件，其特征在于，所述传感器元件包括若干位于磁场中的角形结构的温差电元件，所述温差电元件由具有温差电效应的磁性材料制成，温差电元件包括第一边、第二边以及两边相接形成的角部，所述角部处设有加热装置，所述第一边和第二边的另一端所在区域温度小于或等于周围环境温度。
【技术特征摘要】
1.一种基于磁温差电效应的传感器元件，其特征在于，所述传感器元件包括若干位于磁场中的角形结构的温差电元件，所述温差电元件由具有温差电效应的磁性材料制成，温差电元件包括第一边、第二边以及两边相接形成的角部，所述角部处设有加热装置，所述第一边和第二边的另一端所在区域温度小于或等于周围环境温度。2.根据权利要求I所述的传感器元件，其特征在于，所述加热装置为一电热细线或光照装置，角部加热通过对电热细线通电或局部光照实现，加热温度由电流或光的强度调节。3.根据权利要求2所述的传感器元件，其特征在于，所述电热细线和温差电元件之间还设有绝缘薄层。4.根据权利要求I所述的传感器元件，其特征在于，所述温差电元件的第一边和第二边由同一种具有温差电效应的磁性材料弯折成型、或由不同温差电效应的磁性材料焊接成型，所述第一边和第二边的夹角为(Γ180°，所述角部为第一边和第二边的弯折部、或第一边和第二边的焊接部。5.根据权利要求4所述的传感器元件，其特征在于，所述温差电元件的第一边和第二边由磁性材料的常规细丝制作，或由真空镀膜和微加工方法在绝缘衬底上制作薄膜细线形成。6.根据权利要求4所述的传感器元件，其特征在于，所述若干位于磁场中的角形结构温差电元件为相互...
【专利技术属性】
技术研发人员：狄国庆，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：
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