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磁阻比的提高为高灵敏度磁场传感器打开了大门

导读磁场可以增强需要高效电源管理的应用。将磁场传感器改进到皮科特斯拉以下可以使用一种技术来测量室温下的大脑活动。毫秒级分辨率——称为脑

磁场可以增强需要高效电源管理的应用。将磁场传感器改进到皮科特斯拉以下可以使用一种技术来测量室温下的大脑活动。毫秒级分辨率——称为脑磁图——没有超导量子干涉装置(SQUID)技术,需要低温运行。

来自筑波大学国家材料科学研究所和LG实验室的一组研究人员探索了如何通过使用半金属来提高当前垂直平面巨磁阻(CPP-GMR)器件中的磁阻比。赫斯勒钴合金0.5Si0.5(CFAS)合金。该合金具有100%的自旋极化传导电子,这使得电子散射的自旋不对称性非常高,并导致大的磁阻比。他们在AIP出版社的《应用物理学杂志》上报道了他们的发现。

磁性-电阻响应外部磁场的变化-对所有磁场传感器应用都很重要。为了提高磁场传感器的灵敏度,我们必须首先增加它们的磁阻比(定义为抵抗磁场或磁化强度变化的电阻值)。

“通过制造CFAS和银(Ag)多层,我们可以进一步提高磁阻比,”NIMS磁性材料集团负责人Yuya Sakuraba说。“通过精确控制多层膜的界面粗糙度,我们获得了每个CFAS层之间的反平行层间交换耦合,最多可达6层,不仅实现了高磁阻比,还实现了电阻对磁场的高线性变化。”

以往的研究表明,半金属Heusler合金非常适合提高CPP-GMR器件的磁阻比。“基于Heusler的合金有望成为下一代硬盘驱动器读取头,具有超过2TB/平方英寸的高面记录密度,”Sakuraba说。

“我们的工作已经证明,通过创建多层结构可以进一步提高磁阻比,现在它真正打开了基于Heusler的CPP-GMR在高灵敏度磁场传感器中的应用潜力,”Sakuraba随后解释道。

研究人员在单晶氧化镁衬底上制作了一个完全外延的器件。如果在多晶器件中可以获得类似的特性,它可以成为比传统霍尔传感器或隧道磁阻传感器具有更高灵敏度的新型磁场传感器的候选。

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