巨磁阻效应的原理

巨磁阻效应的原理及应用

摘要：介绍了巨磁阻效应的发现、原理及器件应用。 关键词：巨磁阻效应；原理；磁性材料；磁头；应用。

1、引言

近年来各种铁磁／非铁磁多层结构的巨磁阻(GMR)效应引起了实验和理论工作者的广泛兴趣。人们对GMR效应进行了一定程度的深入研究，并且取得了很大的成就。如今一些利用巨磁阻效应制造器件的技术已经相当成熟，并且具有非常广阔的应用前景。1997年，全球首个基于巨磁阻效应的读出磁头问世。正是借助了巨磁阻效应，人们才能够制造出如此灵敏的磁头，能够清晰读出较弱的磁信号，并且转换成清晰的电流变化。新式磁头的出现引发了硬盘的“大容量、小型化”革命。如今全世界几乎所有，笔记本电脑、音乐播放器、数码相机等各类数码电子产品中所装备的硬盘，基本上都应用了巨磁阻效应，这一技术已然成为新的标准。

当然巨磁阻的发现并非偶然，这种效应的发现建立在长期对交换耦合膜和铁磁合金电子运输这两个相互独立而又密切相关的领域所作的系统深入研究的基础上。1986 年Grunberg 等人实验中发现在“Fe/Cr/Fe”三明治结构中，Fe 层之间可以通过Cr 层进行交换作用，当Cr 层在合适的厚度时，两Fe 层之间存在反铁磁耦合。在此基础上，1988 年Baibi

本文从普通退火、焦耳退火、应力退火和磁场退火等方法出发,在分析各种热处理方式改善其软磁性能基础上,本文阐述了不管哪种退火方式,都需要通过大量的实验优化研究才能获得所需性能的工艺参数的观点。结合退火直接影响材料的磁导率可以由感生各向异性和一定的磁畴结构得以有效控制和改善的实际,在改善磁致伸缩金属材料的磁畴结构方面取得提高GMI效应的效果。

提高巨磁阻抗 ( GMI )效应的方法讨论付宏波

哈尔滨师范大学

物理与电子工程学院

黑龙江

哈尔滨

1 O 2 O 5 5

【摘要】本文从普通退火、焦耳退火、应力退火和磁场退火等方法出发，在分析各种热处理方式改善其软磁性能基础上，本文阐述了不管哪种退火方式，都需要通过大量的实验优化研究才能获得所需性能的工艺参数的观点。结合退火直接影响材料的磁导率可以由感生各向异性和一定的磁畴结构得以有效控制和改善的实际，在改善磁致伸缩金属材料的磁畴结构方面取得提高 GM l应的效果。效

【关键词】巨磁阻抗退火方法磁畴结构 中图分类号：04 .文献标识码：A文章编号：1 0 - 0 7 2 ) . 7— 2 82 9 4 6 ( 01 013 2 0 0 1基于软磁非晶丝巨磁阻抗效应 (￣ ) GⅡ传感器是近年来磁传感器领域的研究热点

成绩 评 定 教师 签 名

嘉应学院物理系大学物理

学生实验报告

实验项目：

实验地点： 班 级： 姓 名： 座 号：

实验时间： 年 月 日

物理与光信息科技学院编制

实验预习部分 一、实验目的：

1、 了解GMR效应的原理

2、 测量GMR模拟传感器的磁电转换特性曲线 3、 测量GMR的磁阻特性曲线

4、 测量GMR开关（数字）传感器的磁电转换特性曲线 5、 用GMR传感器测量电流

6、 用GMR梯度传感器测量齿轮的角位移，了解GMR转速（速度）传感器的原理 7、 通过实验了解磁记录与读出的原理

二、实验仪器设备：巨磁电阻实验仪

区域1

区域2

区域3

图5 巨磁阻实验仪操作面板 图5所示为巨磁阻实验仪系统的实验仪前面板图。 区域1——电流表部分：做为一

许大中,贺益康,电机控制,电子教案

5.3 开关磁阻电动机原理

许大中,贺益康,电机控制,电子教案

一、开关磁阻电动机的工作原 理关磁阻电动机传动系统(简称 SRD系统) 是最近20年来开发成功的一种新型电气传 动系统，它由开关磁阻电动机(简称 SR电 机或 SRM)、功率变换器、转子位臵检测 器和控制器所组成，如图 5-21所示。

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图5-21 开关磁阻电动机传动系统结构

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基本结构

定子和转子均为凸极结构 定子和转子的齿数不等，转子齿数一般比定 子少两个 定子齿上套有集中线圈，两个空间位臵相对 的定子齿线圈相串联，形成一相绕组 转子由铁心叠片而成，其上无绕组 如图5-22所示

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图5-22 开关磁阻电动机的基本结构

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工作机理

开关磁阻电机的工作机理与磁阻(反应)式步进电动 机一样，基于磁通总是沿磁导最大的路径闭合的原 理。 当定、转子齿中心线不重合、磁导不为最大时，磁 场就会产生磁拉力，形成磁阻转矩，使转子转到磁 导最大的位臵。 当向定子各相绕组中依次通入电流时，电机转子将 一步一步地沿着通电相序相反的方向转动

霍尔效应的原理及其应用

蒲紫微 1320012 13级生物医学工程

【摘 要】从霍尔效应的发现开始，系统阐述了霍尔效应的原理、可测量的物理量，并介绍了目前霍尔效应在实际中的应用，同时介绍了霍尔效应的新进展。 【关键词】霍尔效应;实际应用;测量;新进展

霍尔效应已有100多年的发展史，在此期

间，对霍尔效应的研究，科学家们从没有停止过。霍尔效应是霍普斯金大学研究生霍尔1879年发现的，它属于电磁效应的一种，但又区别于传统的电磁效应。当电流通过导体且外加磁场方向与电流方向垂直时，在与磁场和电流均垂直的方向上便会产生一附加电场，于是，导体的两端便会产生电势差，这一现象就是霍尔效应，这个电势差一般也被称作霍尔电势差。[1] 1 霍尔效应原理 一个由半导体材料制成的霍尔元件薄片，设其长、宽、厚分别为 l,b,d。将其放在如图1所示的垂直磁场中，沿3，4两个侧面方向通以电流，大小为 I。由于洛伦兹力Fm的作用使电子运动轨迹发生偏转，造成电子在霍尔元件薄片的1侧聚集过量的负电荷，2侧聚集过量的正电荷。因此在薄片内部产生了由2侧指向1侧的电场EH，同时电子还受到与洛伦兹力反向的电场力 FH的作用。当两力大小相等时，电子的累积和聚集便达到动态平衡。这时

霍尔效应的原理及其应用

蒲紫微 1320012 13级生物医学工程

【摘 要】从霍尔效应的发现开始，系统阐述了霍尔效应的原理、可测量的物理量，并介绍了目前霍尔效应在实际中的应用，同时介绍了霍尔效应的新进展。 【关键词】霍尔效应;实际应用;测量;新进展

霍尔效应已有100多年的发展史，在此期

间，对霍尔效应的研究，科学家们从没有停止过。霍尔效应是霍普斯金大学研究生霍尔1879年发现的，它属于电磁效应的一种，但又区别于传统的电磁效应。当电流通过导体且外加磁场方向与电流方向垂直时，在与磁场和电流均垂直的方向上便会产生一附加电场，于是，导体的两端便会产生电势差，这一现象就是霍尔效应，这个电势差一般也被称作霍尔电势差。[1] 1 霍尔效应原理 一个由半导体材料制成的霍尔元件薄片，设其长、宽、厚分别为 l,b,d。将其放在如图1所示的垂直磁场中，沿3，4两个侧面方向通以电流，大小为 I。由于洛伦兹力Fm的作用使电子运动轨迹发生偏转，造成电子在霍尔元件薄片的1侧聚集过量的负电荷，2侧聚集过量的正电荷。因此在薄片内部产生了由2侧指向1侧的电场EH，同时电子还受到与洛伦兹力反向的电场力 FH的作用。当两力大小相等时，电子的累积和聚集便达到动态平衡。这时

【蝴蝶效应】【青蛙现象】【鳄鱼法则】 【鲇鱼效应】 【羊群效应】 【刺猬法则】 【手表定律】

【破窗理论】【二八定律】【木桶理论】 【马太效应】 【鸟笼逻辑】 【责任分散效应】【帕金森定律】

【晕轮效应】【霍桑效应】【习得性无助实验】【证人的记忆】【罗森塔尔效应】【虚假同感偏差】

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【蝴蝶效应】

蝴蝶效应:上个世纪70年代，美国一个名叫洛伦兹的气象学家在解释空气系统理论时说，亚马逊雨林一只蝴蝶翅膀偶尔振动，也许两周后就会引起美国得克萨斯州的一场龙卷风。

蝴蝶效应是说，初始条件十分微小的变化经过不断放大，对其未来状态会造成极其巨大的差别。有些小事可以糊涂，有些小事如经系统放大，则对一个组织、一个国家来说是很重要的，就不能糊涂。

今天的企业，其命运同样受“蝴蝶效应”的影响。消费者越来越相信感觉，所以品牌消费、购物环境、服务态度??这些无形的价值都会成为他们选择的因素。所以只要稍加

原理效应24则

1．“金鱼缸”法则。金鱼缸是玻璃做的，透明度很高，不论从哪个角度观察，里面的情况都一清二楚。谈谈你对“金鱼缸”法则的理解和运用。

【概念】“金鱼缸法则”由日本株式会社社长北田光男先生始创，是现代管理的一项基本原则和先进模式。北田光男先生强调，把增强透明度的重点放在各级经营管理者的经济收入上，要求企业各级领导者的经济收入和费用报销要如实地向企业利益相关者公开，接受企业利益相关者的批评建议，并根据员工们的意见，对经营管理进行改进。

【破题】“金鱼缸法则”的寓意就是实行公开透明的民主管理。

【角度】

①“金鱼缸法则”运用到企业中。就是要求企业领导增加企业各项工作的透明度，让其行为置于全体下属的监督之下，从而有效防止企业领导享受特权、滥用权力，进一步强化企业领导的自我约束机制。

②“金鱼缸法则”运用到政务中。就是要求政府将正在筹划或准备实施的诸如城市建设、道路规划、价格调整、医疗措施、事务处理等各项工作的内容及进程予以公开，任何公民都可以通过如决策听证会、政务公开栏、政务公

开网络等特定途径进行了解、查询、监督，以此促进政府决策的民主化、科学化、规范化。

③“金鱼缸效应”运用到管理中。就是要求管理者必须增加规章制度和各项工作的透明度，从

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实验15 磁阻效应法测量磁场

物质在磁场中电阻率发生变化的现象称为磁阻效应，磁阻传感器利用磁阻效应制成。 磁场的测量可利用电磁感应，霍尔效应，磁阻效应等各种效应。其中磁阻效应法发展最快，测量灵敏度最高。磁阻传感器可用于直接测量磁场或磁场变化，如弱磁场测量，地磁场测量，各种导航系统中的罗盘，计算机中的磁盘驱动器，各种磁卡机等等。也可通过磁场变化测量其它物理量，如利用磁阻效应已制成各种位移、角度、转速传感器，各种接近开关，隔离开关，广泛用于汽车，家电及各类需要自动检测与控制的领域。

磁阻元件的发展经历了半导体磁阻（MR），各向异性磁阻（AMR），巨磁阻（GMR），庞磁阻（CMR）等阶段。本实验研究AMR的特性并利用它对磁场进行测量。

【实验目的】

1． 了解AMR的原理并对其特性进行实验研究。 2． 测量赫姆霍兹线圈的磁场分布。 3． 测量地磁场。

【仪器用具】

ZKY-CC各向异性磁阻传感器（AMR）与磁场测量仪

【实验原理】

各向异性磁阻传感器AMR（Anisotropic Magneto-Resistive sensors）由沉积在硅片上的坡莫合金（Ni80 Fe20）薄膜形成电阻。沉积时外加磁场，形成易磁化

测量磁阻尼系数和动摩擦系数

摘要：磁阻尼是电磁学中的重要概念。本实验利用先进的集成开关型霍尔传感器（简称霍尔开关）测量磁性滑块在非铁磁质良导体斜面上下滑动的速度，并将非线性方程转换成线性方程，经过数据处理，同时求出磁阻尼系数和滑动摩擦系数。

关键词：磁阻尼；动摩擦系数；霍尔传感器；最小二乘法 中图分类号： 文献标识码：A

Measurement of dynamic friction coefficient of the magnetic

damping

ZHANG Yan

(School of Science, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China)

Abstract：Magnetic damping is an important concept in electromagnetism. In this study, we use the advanced integrated switch Hall sensor (referred to as a Hall switch) to