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科学家利用磁涡旋结构实现高性能磁传感器

科学家利用磁涡旋结构实现高性能磁传感器

本文摘要:一款具备涡旋状态磁性换能元件的磁传感器据麦姆斯咨询讲解,许多现代技术应用于皆是基于磁性技术,例如在电动汽车中的动力部件,或存储数据的硬盘。另外,磁场观测也不会作为传感器的功能之一。 目前,使用半导体技术生产的磁场传感器市场规模已超过16.7亿美元,并将持续增长势头。在汽车电子行业中,将更加准确的磁场传感器应用于ABS系统中不仅可以检测速度与方位,还可以间接检测轮胎压力,需要在轮胎中额外加装压力传感器,节省了资源和成本。

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一款具备涡旋状态磁性换能元件的磁传感器据麦姆斯咨询讲解,许多现代技术应用于皆是基于磁性技术,例如在电动汽车中的动力部件,或存储数据的硬盘。另外,磁场观测也不会作为传感器的功能之一。

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目前,使用半导体技术生产的磁场传感器市场规模已超过16.7亿美元,并将持续增长势头。在汽车电子行业中,将更加准确的磁场传感器应用于ABS系统中不仅可以检测速度与方位,还可以间接检测轮胎压力,需要在轮胎中额外加装压力传感器,节省了资源和成本。

而如各向异性磁阻(AMR)、巨磁阻(GMR)和隧道磁阻(TMR)等新型磁阻传感器技术涉及应用于的蓬勃发展,主要得益于其灵敏度和构建能力的提升。新型磁场传感器的核心是可以构建磁信号切换的微结构铁磁薄膜元件(microstructuredferromagneticthin-filmelement),但这些元件一般来说呈现出非线性磁滞曲线,使得传感器性能受到磁噪声的容许。奥地利科学家团队侧重研究了磁阻传感器中磁噪声的起源,并证明了在换能元件中不受流形维护的磁涡旋状态可以解决噪声问题。利用解析法和微磁模型,研究者找到噪声的主要来源是附近Stoner–Wohlfarth模型翻转磁场的外部磁场处换能器元件不能拷贝的磁性翻转。

为了解决问题这个问题,研究者利用流体堵塞的涡旋结构,研发出有了虎磁阻传感器结构,即使与目前最先进设备的传感器比起,该传感器也毫不逊色:磁噪声更加较低,线性度高达一个数量级,磁滞完全可以忽视。旋转磁场与Stoner-Wohlfarth模型切线产生的振幅噪声一旦产生外部磁场,这种所谓的换能元件(transducerelement)就不会转变其电不道德;原子“罗盘针”,即原子磁偶极子(atomicmagneticdipoles)将重新排列,从而转变了换能元件的电阻。该不道德能用来观测磁场。

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临界场附近的涡旋磁化模式图中虚线处是刚性涡旋模型预测的临界磁场在维也纳大学(UniversityofVienna)、克雷姆斯多瑙河大学(DanubeUniversityKrems)与英飞凌公司(InfineonAG)的联合合作中,由DieterSuss领导的研究小组在基督教多普勒实验室的“先进设备磁传感与材料”的组织对物理起源和理论无限大展开了详尽的分析,并针对解决方案明确提出了明确建议。该研究结果近期公开发表于杂志《大自然电子学》(NatureElectronics)。在本项目研究中,科学家利用经过实验检验的计算机建模指出,通过新的设计换能元件,可以明显减少干扰信号、磁噪声和磁滞现象。

在新的设计中,换能元件的原子磁偶极排序在中心周围,形态类似于飓风。外部磁场转变了该涡旋中心的方位,这必要展现出为电阻的变化。该项目负责人DieterSuss说道:“这次展出了磁涡旋结构的首次大规模应用于,与传统的磁性传感器比起有明显的改良。

”该研究项目起着了很好的示范作用:如在外部磁场中的磁涡旋结构不道德等基础研究和显科学问题,可以促成十分顺利的应用于。Suss针对该最重要协同作用补足道:“科学到应用于的先决条件是创建科学与产业界之间的合作,在合作过程中,产业界既可以获取与实践中密切连接的问题,也可以为构建这些简单的技术获取如净化间等技术设施。


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