《TMR磁場感測器中低頻噪聲的抑制研究》是依託蘭州大學，由曹江偉擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：TMR磁場感測器中低頻噪聲的抑制研究
- 依託單位：蘭州大學
- 項目負責人：曹江偉
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
基於TMR效應的磁場感測器具有靈敏度高、體積小、功耗和造價低等優點，它在現代工業及人類生活中的套用前景非常廣闊。但在一些高解析度的套用領域，例如生物磁信號探測、太空磁場測量等，目前的TMR磁場感測器的解析度等指標還不能滿足要求，關鍵的問題是TMR感測器的組成單元- - -磁性隧道結的噪聲太高，尤其是在測量靜態或低頻磁場時出現的低頻噪聲。本項目通過測量MgO磁性隧道結的噪聲，分析、總結低頻噪聲產生原因，在微磁學模擬的基礎上，完善磁性隧道結中磁性低頻噪聲產生機制的理論模型，進而從材料選擇、製備工藝和結構設計三個方面來抑制噪聲，最後採用噪聲特性最佳化後的MgO磁性隧道結製備惠斯通電橋結構的磁場感測器並研究磁通聚集器對其噪聲特性的影響。預期研究成果對提高TMR磁場感測器的解析度、擴大其套用領域、推動其產業化具有重要的意義。
結題摘要
本項目在TMR（Tunnel MagnetoResistance）磁性感測器的製備、噪聲測量與分析、TMR感測器套用等方面取得了一系列有價值的進展。具體的成果主要包括：（1）在超薄自由層磁性隧道結結構中獲得了高TMR和線性輸出回響，並且磁場靈敏度和飽和磁化場可控，理論分析證明其線性輸出特性起源於超薄自由層中的超順磁性；（2）在Ta/CoFeB/MgO結構中獲得了強的垂直各向異性，為垂直磁性隧道結的製備打下了基礎；（3）使用自行搭建的噪聲測量系統分析了TMR磁性感測器中的噪聲來源，在其低頻段1/f噪聲在自由層翻轉過程中急劇增大，證實了磁性1/f噪聲是TMR磁性感測器中的主要噪聲來源；（4）基於輸出特性和噪聲特性最佳化的磁性感測器，開發了一系列商業化TMR磁性感測器。
