磁阻比的提高為高靈敏度磁場(chǎng)傳感器打開(kāi)了大門

磁場(chǎng)可以增強(qiáng)需要高效電源管理的應(yīng)用。將磁場(chǎng)傳感器改進(jìn)到皮科特斯拉以下可以使用一種技術(shù)來(lái)測(cè)量室溫下的大腦活動(dòng)。毫秒級(jí)分辨率——稱為腦磁圖——沒(méi)有超導(dǎo)量子干涉裝置(SQUID)技術(shù)，需要低溫運(yùn)行。

來(lái)自筑波大學(xué)國(guó)家材料科學(xué)研究所和LG實(shí)驗(yàn)室的一組研究人員探索了如何通過(guò)使用半金屬來(lái)提高當(dāng)前垂直平面巨磁阻(CPP-GMR)器件中的磁阻比。赫斯勒鈷合金0.5Si0.5(CFAS)合金。該合金具有100%的自旋極化傳導(dǎo)電子，這使得電子散射的自旋不對(duì)稱性非常高，并導(dǎo)致大的磁阻比。他們?cè)贏IP出版社的《應(yīng)用物理學(xué)雜志》上報(bào)道了他們的發(fā)現(xiàn)。

磁性-電阻響應(yīng)外部磁場(chǎng)的變化-對(duì)所有磁場(chǎng)傳感器應(yīng)用都很重要。為了提高磁場(chǎng)傳感器的靈敏度，我們必須首先增加它們的磁阻比(定義為抵抗磁場(chǎng)或磁化強(qiáng)度變化的電阻值)。

“通過(guò)制造CFAS和銀(Ag)多層，我們可以進(jìn)一步提高磁阻比，”NIMS磁性材料集團(tuán)負(fù)責(zé)人Yuya Sakuraba說(shuō)。“通過(guò)精確控制多層膜的界面粗糙度，我們獲得了每個(gè)CFAS層之間的反平行層間交換耦合，最多可達(dá)6層，不僅實(shí)現(xiàn)了高磁阻比，還實(shí)現(xiàn)了電阻對(duì)磁場(chǎng)的高線性變化?！?

以往的研究表明，半金屬Heusler合金非常適合提高CPP-GMR器件的磁阻比?！盎贖eusler的合金有望成為下一代硬盤驅(qū)動(dòng)器讀取頭，具有超過(guò)2TB/平方英寸的高面記錄密度，”Sakuraba說(shuō)。

“我們的工作已經(jīng)證明，通過(guò)創(chuàng)建多層結(jié)構(gòu)可以進(jìn)一步提高磁阻比，現(xiàn)在它真正打開(kāi)了基于Heusler的CPP-GMR在高靈敏度磁場(chǎng)傳感器中的應(yīng)用潛力，”Sakuraba隨后解釋道。

研究人員在單晶氧化鎂襯底上制作了一個(gè)完全外延的器件。如果在多晶器件中可以獲得類似的特性，它可以成為比傳統(tǒng)霍爾傳感器或隧道磁阻傳感器具有更高靈敏度的新型磁場(chǎng)傳感器的候選。

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