基于自旋閥的磁編碼器研究.pdf

1、自旋閥型磁電阻編碼器以其高靈敏度、快響應(yīng)時間、可集成化等優(yōu)點，在偵測機械速度、角度、距離及計數(shù)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，成為當前國際上研究熱點，本論文正是圍繞著這一熱點方向而展開工作的。
　　本論文以新型的自旋閥薄膜性能和應(yīng)用基礎(chǔ)為研究對象。
　　首先從理論上對自旋閥型(Si/Ta/CoFe/Cu/CoFe/IrMn/Ta)巨磁電阻效應(yīng)、鐵磁/反鐵磁雙層膜中交換偏置的理論模型進行了分析；其次基于自由層、非磁性層、釘扎層以及反鐵磁層各層

2、薄膜的厚度參數(shù)對自旋閥的性能影響機理進行了細致的比較研究，經(jīng)過五次優(yōu)化后，結(jié)構(gòu)為“Ta(10nm)/CoFe(6nm)/ Cu(8nm)/CoFe(4nm)/IrMn(13nm)/Ta(5nm)”的自旋閥薄膜具有最優(yōu)的性能：GMR=2.53％，Hex=517Oe，同時制備出了無緩沖層磁電阻變化率為4.67%性能優(yōu)秀的自旋閥薄膜；再者研究了復(fù)合自由層中NiFe層厚度對自旋閥磁電阻變化率和矯頑力的影響，制備出了具有低矯頑力、高磁電阻率和交換

3、偏置場的自旋閥薄膜體系；隨后基于應(yīng)用于磁旋轉(zhuǎn)編碼器中的高精度傳感器件，分析了自旋閥三端傳感器和惠斯頓橋傳感器的工作原理，設(shè)計出了相應(yīng)的版圖，利用微細加工工藝，制作了不同長度、不同線寬尺寸的自旋閥傳感器單元，并對制備的傳感器進行了磁場響應(yīng)測試。
　　最后，基于優(yōu)化參數(shù)的自旋閥傳感器件，設(shè)計制作了傳感器件的信號檢測電路，該電路系統(tǒng)能實現(xiàn)磁旋轉(zhuǎn)編碼器的智能化，包括頻率、轉(zhuǎn)速的顯示，電機轉(zhuǎn)速可調(diào)，傳感器供電電流可調(diào)，設(shè)計的電路可以基本實現(xiàn)