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林保杰新做出的这种金属非金属复合膜的巨磁阻效应,有很高的灵敏性,外界磁场微小的变化,就能引起磁阻的明显变化。
大家立刻被这种奇怪的现象吸引,展开热烈讨论。
“常规的磁阻效应是因为载流子在垂直于电流方向的外磁场下,受到洛仑磁力的影响,导致载流子沿电场方向的平均自由程变少。”
熊绍松顺便给手下的研究生上课:“通过前段时间的研究我们已经知道,多层金属复合膜的磁阻变化率,取决于相邻铁磁层的磁化方向夹角,灵敏度不会超过10,这个金属非金属复合膜的灵敏度却高达80,其中一定还有我们不了解的原因。”
钟芮清接过话头,思索说道:“灵敏度这么高,感觉和钉扎铁磁层的反铁磁耦合有关,不过还要重新设计超快脉冲激光的测试方桉,才能做实验验证。”
熊绍松瞟了曲军一眼:“我们可以先做理论推导,提前完成数学计算,然后再验证实验数据……”
在场的这么多实验狗,以熊绍松和钟芮清的咖位最大,他们两个都盯着自旋阀巨磁阻效应的形成原理,其他实验狗都听得非常认真。
只有郎头狗功力较深,没有被他们两个带偏。
“曲组长,这个非金属复合膜的灵敏度这么高,是不是可以用来做传感器啊?”
“没错,咱们是英雄所见略同,我认为这种新型巨磁阻材料有很大的应用价值,简单改造一下,就能用来制造方位传感器。”
曲军很欣慰,总算有人注意到自旋阀的实用性了,这个东西除了制造gr磁头,也能用来做成各种各样的传感器,方位传感器是其中最容易实现的一种。
听到曲军和郎头狗的对话,熊绍松也被吸引过来。
“铁质材料的零部件被辅助磁场磁化后,就能用磁性传感器测定它的位置、方向和转动速度,现在常用的都是霍尔传感器,灵敏度并不理想,如果用这种灵敏度很高的新型巨磁阻材料制造传感器,随便转个身或者走上几步,理论上都能被探测到……”
熊绍松继续给手下的研究生上课,郎头狗和几个传感器组的实验狗都兴奋得两眼放光。
灵敏度是传感器最重要的性能参数之一,国内的传感器普遍比发达国家落后半代到一代,主要就落后在灵敏度和可靠性上。
如果真能达到熊绍松所说的灵敏度,不但赶上了发达国家的水平,而且远远超过他们,绝对是全世界领先的先进水平。
“这种金属非金属的巨磁阻效应,有非常广阔的应用前景,可以单独分类和命名。”熊绍松对曲军笑道:“小曲啊,这个你准备给它起个什么名字?”
“自旋阀。”曲军解释道:“这个新型材料的巨磁阻效应就像一个自旋电子的阀门,有很强的开关效应,而且据我判断,它的形成机理和已知的几种巨磁阻材料都不一样。”
后世的各种资料已经证明,自旋阀的确应该单独分类,除了形成机理不同,它的材料和工艺都有特殊性,在自旋电子学里是一个很重要的研究领域。
“不错,是个好名字,比那个r更容易接受。”熊绍松作为实验室负责人,以前一直把传感器当做重点研究对象,现在见到一种革命性的新技术即将诞生,对自旋阀的重视程度陡然提高。
“就是不知道这个自旋阀的可靠性怎么样。”郎头狗更加热切。
前段时间巨磁阻课题组四面开花,只要参与进来,几乎都有不同程度的成果和发现,只有传感器组一直打酱油,现在终于有了翻身农奴把歌唱的机会,反而变得患得患失。
“应该没有问题,你看已经测出来的几项参数,这个自旋阀都比较理想,磁滞现象很微弱,磁致伸缩也不大……”
所谓磁滞,就是磁介质材料被磁化后也会产生磁性,最常见的例子就是铁,随便拿一把铁质螺丝刀和磁铁蹭两下,螺丝刀也有了磁力,可以轻松吸起铁钉,这种现象就叫磁滞现象。
磁滞现象本身并不是缺点,有些磁性元器件就是利用磁滞现象做出来的,但是对于磁性传感器来说,磁滞现象只会带来麻烦,最起码增加了无效能耗,测量数据越小越好。
磁致伸缩也是一样,从某种意义上来说,磁致伸缩和热胀冷缩有点像,一般对元器件的性能没有太大影响。
薄膜材料的磁致伸缩却是个大麻烦,薄膜都是微米级纳米级的,一点点伸缩变化就会改变薄膜的性状,造成磁阻的漂移,测量数据也是越小越好。
“还有温感变化呢,温感有点大啊。”郎头狗发现一个严重问题。
在常温状态的零下五十度到零上五十度之间,这个自旋阀材料的温感曲线是一个明显的“之”字形,受温度变化的影响比较大,换句话说,用这个自旋阀做出来的传感器不能适应恶劣环境,只能在恒温机房里正常工作。
“不要着急,我们刚刚发现自旋阀的巨磁阻效应,材料和工艺都有改进空间,而且在实际应用中,还有其他方法做出补偿。”曲军对着脑海中的资料现学现如采用惠斯登电桥,就可以消除温度对材料电阻的影响……”
“这倒也是一个办法。”
郎头狗点点头,心里踏实了不少。
惠斯登电桥是一种经典的桥式电路,只要是学电子专业的都知道,它可以对温度变化做出补偿,在自旋阀传感器的设计中同样有效,简单又好用,性价比很高……
大家围绕自旋阀传感器热烈讨论,就像在做项目的可行性分析,越讨论越觉得心里敞亮,都觉得这个项目很有搞头。
熊绍松突然灵机一动,问道:“小曲啊,你不是做过薄膜磁头吗?咱们这个课题组本来也是搞薄膜硬盘的,这个自旋阀能不能做磁头?利用巨磁阻效应提高读写灵敏度,肯定比薄膜磁头厉害。”
磁头本质上也是一种磁性传感器,熊绍松顺理成章想到了后世才有的gr磁头。
“应该能做,不过难度很大,回头再说吧。”
曲军做出了自旋阀,只要及时申请相关专利,任何一个硬件厂家做出gr磁头都可以躺着收专利费,并不是很着急。
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