
研究隧道磁電阻效應,通過與巨磁電阻效應和經典磁傳感器的比較,深入了解作為量子力學效應的隧穿機制,理解量子力學與經典物理的不同,特別是粒子的波動本質。
實驗內容
(1) 磁性隧道結(MTJ)的基本特性測量:● 測繪磁性隧道結的 R-B 關系曲線,求磁阻 MR、偏移場 Ho、飽和場 Hs、線性區域及靈敏度 S;● 無外磁場時,測繪 R-UM、I-UM 關系曲線;
(2) 隧道磁電阻(TMR)線性傳感器的結構及輸出特性:● 在磁敏感方向下,測量該傳感器的 UOUT-B 關系曲線,求線性區域、靈敏度 S 及飽和場;
(3) TMR 與 GMR(巨磁電阻)的對比,了解巨磁電阻效應器件的結構和二流體模型、隧道磁電阻效應器件的結構和 Julliere 模型,比較兩者的區別:● 測量 GMR 的輸出曲線;● 對比 GMR 和 TMR 輸出曲線,比較兩者的靈敏度、飽和磁場及磁滯等參數,分析這兩種現象產生的原因;
(4)應用——非接觸式電流傳感器:● 測量不同電流下,位于導線某處的 TMR 傳感器的輸出電壓,并擬合 UOUT-I 的關系,通過擬合線斜率計算靈敏度;● 根據輸出電壓的正負判斷電流的方向。
知識點
磁電阻效應、隧穿效應、勢壘、粒子的波動性、隧道磁電阻效應、磁性隧道結、Julliere 模型、John G. Simmons 模型、電流傳感器、平均自由程、二流體模型、巨磁電阻效應