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第二一七章 下一代感測器

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林保傑新做出的這種金屬非金屬複合膜的巨磁阻效應,有很高的靈敏性,外界磁場微小的變化,就能引起磁阻的明顯變化。

大家立刻被這種奇怪的現象吸引,展開熱烈討論。

“常規的磁阻效應是因為載流子在垂直於電流方向的外磁場下,受到洛侖磁力的影響,導致載流子沿電場方向的平均自由程變少。”

熊紹松順便給手下的研究生上課:“透過前段時間的研究我們已經知道,多層金屬複合膜的磁阻變化率,取決於相鄰鐵磁層的磁化方向夾角,靈敏度不會超過10%,這個金屬非金屬複合膜的靈敏度卻高達80%,其中一定還有我們不瞭解的原因。”

鍾芮清接過話頭,思索說道:“靈敏度這麼高,感覺和釘扎鐵磁層的反鐵磁耦合有關,不過還要重新設計超快脈衝鐳射的測試方桉,才能做實驗驗證。”

熊紹松瞟了曲軍一眼:“我們可以先做理論推導,提前完成數學計算,然後再驗證實驗資料……”

在場的這麼多實驗狗,以熊紹松和鍾芮清的咖位最大,他們兩個都盯著自旋閥巨磁阻效應的形成原理,其他實驗狗都聽得非常認真。

只有郎頭狗功力較深,沒有被他們兩個帶偏。

“曲組長,這個非金屬複合膜的靈敏度這麼高,是不是可以用來做傳感器啊?”

“沒錯,咱們是英雄所見略同,我認為這種新型巨磁阻材料有很大的應用價值,簡單改造一下,就能用來製造方位傳感器。”

曲軍很欣慰,總算有人注意到自旋閥的實用性了,這個東西除了製造GMR磁頭,也能用來做成各種各樣的傳感器,方位傳感器是其中最容易實現的一種。

聽到曲軍和郎頭狗的對話,熊紹松也被吸引過來。

“鐵質材料的零部件被輔助磁場磁化後,就能用磁性傳感器測定它的位置、方向和轉動速度,現在常用的都是霍爾傳感器,靈敏度並不理想,如果用這種靈敏度很高的新型巨磁阻材料製造傳感器,隨便轉個身或者走上幾步,理論上都能被探測到……”

熊紹松繼續給手下的研究生上課,郎頭狗和幾個傳感器組的實驗狗都興奮得兩眼放光。

靈敏度是傳感器最重要的性能參數之一,國內的傳感器普遍比發達國家落後半代到一代,主要就落後在靈敏度和可靠性上。

如果真能達到熊紹松所說的靈敏度,不但趕上了發達國家的水平,而且遠遠超過他們,絕對是全世界領先的先進水平。

“這種金屬非金屬的巨磁阻效應,有非常廣闊的應用前景,可以單獨分類和命名。”熊紹松對曲軍笑道:“小曲啊,這個你準備給它起個什麼名字?”

“自旋閥。”曲軍解釋道:“這個新型材料的巨磁阻效應就像一個自旋電子的閥門,有很強的開關效應,而且據我判斷,它的形成機理和已知的幾種巨磁阻材料都不一樣。”

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後世的各種資料已經證明,自旋閥的確應該單獨分類,除了形成機理不同,它的材料和工藝都有特殊性,在自旋電子學裡是一個很重要的研究領域。

“不錯,是個好名字,比那個CMR更容易接受。”熊紹松作為實驗室負責人,以前一直把傳感器當做重點研究物件,現在見到一種革命性的新技術即將誕生,對自旋閥的重視程度陡然提高。

“就是不知道這個自旋閥的可靠性怎麼樣。”郎頭狗更加熱切。

前段時間巨磁阻課題組四面開花,只要參與進來,幾乎都有不同程度的成果和發現,只有傳感器組一直打醬油,現在終於有了翻身農奴把歌唱的機會,反而變得患得患失。

“應該沒有問題,你看已經測出來的幾項引數,這個自旋閥都比較理想,磁滯現象很微弱,磁致伸縮也不大……”

所謂磁滯,就是磁介質材料被磁化後也會產生磁性,最常見的例子就是鐵,隨便拿一把鐵質螺絲刀和磁鐵蹭兩下,螺絲刀也有了磁力,可以輕鬆吸起鐵釘,這種現象就叫磁滯現象。

磁滯現象本身並不是缺點,有些磁性元器件就是利用磁滯現象做出來的,但是對於磁性傳感器來說,磁滯現象只會帶來麻煩,最起碼增加了無效能耗,測量資料越小越好。

磁致伸縮也是一樣,從某種意義上來說,磁致伸縮和熱脹冷縮有點像,一般對元器件的效能沒有太大影響。

薄膜材料的磁致伸縮卻是個大麻煩,薄膜都是微米級納米級的,一點點伸縮變化就會改變薄膜的性狀,造成磁阻的漂移,測量資料也是越小越好。

“還有溫感變化呢,溫感有點大啊。”郎頭狗發現一個嚴重問題。

在常溫狀態的零下五十度到零上五十度之間,這個自旋閥材料的溫感曲線是一個明顯的“之”字形,受溫度變化的影響比較大,換句話說,用這個自旋閥做出來的傳感器不能適應惡劣環境,只能在恆溫機房裡正常工作。

“不要著急,我們剛剛發現自旋閥的巨磁阻效應,材料和工藝都有改進空間,而且在實際應用中,還有其他方法做出補償。”曲軍對著腦海中的資料現學現****如採用惠斯登電橋,就可以消除溫度對材料電阻的影響……”

“這倒也是一個辦法。”

郎頭狗點點頭,心裡踏實了不少。

惠斯登電橋是一種經典的橋式電路,只要是學電子專業的都知道,它可以對溫度變化做出補償,在自旋閥傳感器的設計中同樣有效,簡單又好用,價效比很高……

大家圍繞自旋閥傳感器熱烈討論,就像在做專案的可行性分析,越討論越覺得心裡敞亮,都覺得這個專案很有搞頭。

熊紹松突然靈機一動,問道:“小曲啊,你不是做過薄膜磁頭嗎?咱們這個課題組本來也是搞薄膜硬碟的,這個自旋閥能不能做磁頭?利用巨磁阻效應提高讀寫靈敏度,肯定比薄膜磁頭厲害。”

磁頭本質上也是一種磁性傳感器,熊紹松順理成章想到了後世才有的GMR磁頭。

“應該能做,不過難度很大,回頭再說吧。”

曲軍做出了自旋閥,只要及時申請相關專利,任何一個硬體廠家做出GMR磁頭都可以躺著收專利費,並不是很著急。

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