電鍍NiFe軟磁薄膜巨磁阻抗效應研究.pdf

1、隨著各種汽車控制系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、環(huán)境測量系統(tǒng)等對具有高靈敏度、響應迅速而成本較低的微型磁傳感器的大量需求，傳統(tǒng)的磁阻(MR)傳感器、巨磁阻（GMR）傳感器在性能上已經(jīng)不能完全滿足當前使用的要求。而巨磁阻抗（GMI）傳感器比磁阻傳感器靈敏度高1到2個數(shù)量級，并且溫度穩(wěn)定性好、無磁滯，在弱磁檢測領域有著廣闊的應用前景。巨磁阻抗效應一般出現(xiàn)在軟磁絲、薄帶和薄膜中，其中薄膜巨磁阻抗傳感器具有批量生產(chǎn)及半導體電路集成的兼容能力，能大大降低生產(chǎn)成本

2、，因此研究軟磁薄膜材料中的巨磁阻抗效應具有重要的實用價值。 本文系統(tǒng)研究了電鍍NiFe軟磁薄膜的單層膜、NiFe/Cu/NiFe三明治結構、曲折型NiFe/Cu/NiFe三明治結構薄膜的巨磁阻抗效應。主要研究結果如下： 1. 利用濺射、電鍍、光刻、刻蝕等微細加工工藝，在玻璃基片上成功制備了NiFe合金薄膜的單層膜、NiFe/Cu/NiFe三明治結構、曲折型NiFe/Cu/NiFe三明治結構薄膜，并在1～40MHz的頻率范

3、圍內(nèi)測量了它的巨磁阻抗效應； 2. NiFe單層膜的巨磁阻抗效應在1～40MHz的頻率范圍內(nèi)非常微弱，并且沒有明顯的規(guī)律性； 3. NiFe/Cu/NiFe三明治薄膜比單層膜有更大的GMI效應變化值。三明治薄膜最大GMI效應值可達11.09％，而單層膜僅為0.52％，顯示了三明治薄膜的優(yōu)越性。并且NiFe/Cu/NiFe三明治薄膜的GMI效應有較好的規(guī)律性。在一定的外加磁場作用下，GMI效應先隨頻率升高，在一定頻率下達到

4、最大峰值，然后開始逐漸減小，最后變化非常緩慢。在一定頻率的電流作用下，GMI效應先隨外加磁場增加，達到峰值后開始下降，在外加磁場較大時甚至出現(xiàn)負的巨磁阻抗效應值。 4. 曲折型三明治結構NiFe/Cu/NiFe多層膜的巨磁阻抗效應比三明治結構薄膜的巨磁阻抗效應有了很大提高，GMI效應的最大值可達90％左右，顯示了這種曲折型結構的優(yōu)越性。研究了FeNi、Cu層的厚度、寬度對曲折型三明治結構NiFe/Cu/NiFe多層膜的巨磁阻抗效