首页 > 行业信息 > 一文看懂巨磁阻效应与其层结构分析
  • 一文看懂巨磁阻效应与其层结构分析

  • 2021-01-19 16:10:34 阅读量:1994
所谓磁阻效应是指导体或半导体在磁场作用下其电阻值发生变化的现象,巨磁阻效应在1988年由彼得•格林贝格(Peter Grünberg)和艾尔伯•费尔(Albert Fert)分别独立发现,他们因此共同获得2007年诺贝尔物理学奖。研究发现在磁性多层膜如Fe/Cr和Co/Cu中,铁磁性层被纳米级厚度的非磁性材料分隔开来。在特定条件下,电阻率减小的幅度相当大,比通常磁性金属与合金材料的磁电阻值约高10余倍,这一现象称为“巨磁阻效应”。
 
巨磁阻效应可以用量子力学解释,每一个电子都能够自旋,电子的散射率取决于自旋方向和磁性材料的磁化方向。自旋方向和磁性材料磁化方向相同,则电子散射率就低,穿过磁性层的电子就多,从而呈现低阻抗。反之当自旋方向和磁性材料磁化方向相反时,电子散射率高,因而穿过磁性层的电子较少,此时呈现高阻抗。
 
基于巨磁阻效应的传感器其感应材料主要有三层:即参考层(Reference Layer或Pinned Layer),普通层(Normal Layer)和自由层(Free Layer)。如图1所示,参考层具有固定磁化方向,其磁化方向不会受到外界磁场方向影响。普通层为非磁性材料薄膜层,将两层磁性材料薄膜层分隔开。自由层磁场方会随着外界平行磁场方向的改变而改变。

    
图1 巨磁阻层结构
 
如图2所示,两侧蓝色层代表磁性材料薄膜层,中间橘色层代表非磁性材料薄膜层。绿色箭头代表磁性材料磁化方向,灰色箭头代表电子自旋方向,黑色箭头代表电子散射。左图表示两层磁性材料磁化方向相同,当一束自旋方向与磁性材料磁化方向都相同的电子通过时,电子较容易通过两层磁性材料,因而呈现低阻抗。而右图表示两层磁性材料磁化方向相反,当一束自旋方向与第一层磁性材料磁化方向相同的电子通过时,电子较容易通过,但较难通过第二层磁化方向与电子自旋方向相反的磁性材料,因而呈现高阻抗。
 
  
图2 电子自旋与磁化方向示意图
 
接下来本文针对NVE公司型号为AA005-02的巨磁阻传感器,对其磁化状态与阻态形式进行介绍。
 
如图3所示,A为导电的非磁性薄膜层。在没有外加磁场的状态下,反铁磁耦合的作用使得两侧的B层中的磁矩方向处于相反的状态,此时,对流过元件的电流呈现高阻态。
 
  
图3 高阻态形式
 

如图4所示,当大于反铁磁耦合的磁场作用于巨磁阻元件时,自由层磁化方向对齐外部磁场方向,此时,电阻急剧下降,对外呈现低阻态。电阻下降


  

图4 低阻态形式


巨磁阻效应自从被发现以来就被用于开发研制用于硬磁盘的体积小而灵敏的数据读出头(Read Head)。这使得存储单字节数据所需的磁性材料尺寸大为减少,从而使得磁盘的存储能力得到大幅度的提高。第一个商业化生产的数据读取探头是由IBM公司于1997年投放市场的,到目前为止,巨磁阻技术已经成为全世界几乎所有电脑、数码相机、MP3播放器的标准技术。


内容声明:本文转载自其它来源,转载目的在于传递更多信息,不代表立创商城赞同其观点和对其真实性负责,仅作学习与交流目的使用。

热门物料
型号
价格
MAX31865ATP+T/模数转换芯片ADC 12.95
LTM4644IY#PBF/电源模块 130.7
ADUM1201BRZ-RL7/数字隔离器 4.69
MAX31855KASA+T/ADC/DAC-专用型 8
DS3231MZ+TRL/实时时钟(RTC) 11.31
AD7190BRUZ-REEL/模拟前端(AFE) 37.95
AD623ARZ-R7/仪表放大器 11.23
MAX3232EEAE+T/RS232芯片 6.41
ADUM3160BRWZ-RL/隔离式USB芯片 21.98
AD620ARZ-REEL7/仪表放大器 20.91
您的浏览器版本过低(IE8及IE8以下的浏览器或者其他浏览器的兼容模式),存在严重安全漏洞,请切换浏览器为极速模式或者将IE浏览器升级到更高版本。 【查看详情】
推荐您下载并使用 立创商城APP 或者最新版 谷歌浏览器火狐浏览器360浏览器搜狗浏览器QQ浏览器 的极(高)速模式进行访问。
© 2022 深圳市立创电子商务有限公司 版权所有

提示

您确定删除此收货地址吗?

提示

您确定删除此收货地址吗?

成功提示

content

失败提示

content

微信咨询

关注公众号咨询客服

咨询客服
  • 在线客服热线

    0755-83865666

  • 服务时间

    工作日  8:30~20:30

    节假日  8:30~18:00

  • 服务投诉

QQ咨询
优惠券
芯媒体

立创商城旗下芯媒体

微信号:icsight

建议反馈
填问卷 立创用户体验问卷调查 立即参与
活动规则
活动规则
展开客服