巨磁阻抗效应.docx

文档介绍：巨磁阻抗效应简介
由于巨磁阻抗效应在磁记录头和传感器中的巨大应用前景，非晶丝和带中的巨磁阻抗效 应(Giant Magneto-impedance GMI)的研究在最近几年引起了广泛的关注。本文将简要介绍最 近几年来有关巨磁阻抗效应理论的力学方程的同时求解的基础上。实际上要精确求解这两个方程是不可能 的，但是如果将Landau-Lifshitz方程线性化。并忽略交换作用，与交流磁化有关的磁导率 张量就可求得，这样Maxwell方程就可以利用磁导率张量在合适的坐标系统下求解。通过 同时求解Maxwell方程和线性Landau-Lifshitz方程研究了具有轴向和圆周方向的磁各向异 性的非晶丝的GM1效应。对于具有圆周方向的磁各向异性一当外加直流场小于各向异性场 时。磁化强度的方向不平行于外加直流场的方向。Maxwell方程的解就不能用单一的电磁波 传播模式和标量阻抗z表示，必须引入具有纵向z和切向z的阻抗张量。
在上面提到的GMI模型中，交换作用都被忽略了。由于交换耦合作用迫使近邻电子的自 旋方向平行排列，对趋肤效应具有反作用，能增强电磁辐射的穿入深度。铁磁材料中交换耦
合作用对趋肤效应的影响已用铁磁共振理论研究。40年前提出的理论方法可用于GMI效 应的研究，在柱状磁性导体的GMI效应研究中最先引入交换耦合作用，但是他们忽略了磁 各向异性。研究表明在微波频段，GMI峰等于普通铁磁共振峰，交换耦合作用项仅稍微改 变了 GMI曲线的高度和形状，该模型预测GMI峰与实验结果一致。
巨磁阻抗材料的研究进展
1、非晶磁性材料
人们首先是在非晶磁性材料中发现GMI效应的。总结起来讲，已开展的工作为研究具 有不同组分、不同形状的非晶材料的GMI效应。试图从各种不同的角度说明GMI效应的起 因、应用条件；在这之中，很多研究人员都非常关注磁场退火或应力退火感生的各向异性对 GMI效应的影响。发现感生各向异性对阻抗与外场的关系曲线形状有极大的影响，从而极 大地影响了 GMI效应的灵敏度和应用范围。目前，尚没有获得大而灵敏的样品的理想形状 的说法，非晶丝、带之间最基本的差别就在于它们的切向各向异性。至于在实际应用时，是 选择丝还是带，这完全取决于具体应用环境。下面就简述非晶丝和带在最近的研究结果。
1. 1非晶丝
尽管在程多磁场传感器中已开始应用非晶丝中的GMI效应来制作，但是磁阻抗的许多 特点还不是很明了特别是感生和内察各向异性的问题，目前还没有给出合理的解释。例如， 研究发现利用电流退火的非晶丝对外磁场其灵敏度有很大的提高，而扭转的非晶丝却显示出 令人感兴趣的双稳态特性。再如表面晶化的非晶丝或软磁纤维由于感生了特殊的各向异性， 它们显示出不同的GMI响应特点。为了系统研究磁弹各向异性对GMI效应的影响。具有正 和负磁致伸缩系数的非晶丝的GMI效应的影响，发现外加应力显著地改韭了阻抗的场频特 性，指出这些变化可以在考虑一定张力下圆磁化过程来解释。
2非晶带
自从GMI效应发现以来，非晶薄带中的GMI效应也得到了广泛的研究。研究的重点除 感生各向异性对GMI效应的影响外，还注意到了其切向GMI效应。研究发现切向GMI效 应与纵向GMI效应有相同的数量级，但对切向GMI效应要考虑其退磁场才能解释观察到的 结果。研究发现，在非晶薄带中出现GMI效应的最佳