1. 实验负责人：彭刚
2. 小组成员：王合英

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• 了解巨磁电阻效应的发展历史:
  1. 在1988年，Fert和Grünberg就各自独立发现了这一特殊现象：非常弱小的磁性变化就能导致磁性材料发生非常显著的电阻变化，他把这种效应命名为巨磁阻效应（Giant Magneto-Resistive，GMR）。
  2. 2007年10月，法国科学家阿尔贝•费尔（Fert）和德国科学家彼得•格林贝格尔（Grünberg）因分别独立发现巨磁阻效应而共同获得该年度的诺贝尔物理学奖。
• 了解巨磁电阻效应的应用，包括：
  1. 巨磁阻效应自从被发现以来就被用于开发研制用于硬磁盘的体积小而灵敏的数据读出头（Read Head），采用自旋阀研制的新一代硬盘读出磁头，已经把存储密度提高到560亿位/平方英寸，该类型磁头已占领磁头市场的90%～95%。随着低电阻高信号的TMR的获得，存储密度达到了1000亿位/平方英寸。
  2. 巨磁阻效应同样可应用于测量位移、角度等传感器中，可广泛地应用于数控机床、汽车导航、非接触开关和旋转编码器中，与光电等传感器相比，具有功耗小、可靠性高、体积小、能工作于恶劣的工作条件等优点。

- 基本现象和实验内容：磁电阻现象，自旋相关散射规律：

1.  （I类）测量巨磁电阻随外加磁场的变化曲线；
2.  （II类）利用巨磁电阻测量通电直导线的磁场，验证毕奥-萨伐尔定律;

- 基本方法及技术：磁场条件下电阻测试法； - 设备仪器操作：

1.  （I类）巨磁电阻磁传感器、微纳伏表、亥姆霍兹线圈，直流电源等；
2.  （II类）巨磁阻效应实验仪；

- 基本要求：

1.  （I类）利用亥姆霍兹线圈产生的磁场测量巨磁电阻曲线（巨磁电阻器件的标定）；
2.  （II类）利用巨磁阻传感器测量通电导线某处的磁场大小，并和毕奥-萨伐尔定律的理论结果相比较。
3.  （各类）数据定量分析

* 实验内容：

1. （I类）测定巨磁阻传感器敏感轴与被测磁场夹角与传感器灵敏度的关系；
2. （II类）测定巨磁阻传感器敏感轴与被测磁场夹角与传感器灵敏度的关系；

* 基本方法及其原理：通过变换磁场角度，认识自旋相关散射与磁矩方向的关系 * 基本技术：原位磁场下电阻测量技术； * 设备仪器操作:

1. （I类）亥姆霍兹线圈，微纳伏表、巨磁电阻磁传感器、微纳伏表；
2. （II类）亥姆霍兹线圈，微纳伏表、巨磁电阻磁传感器、微纳伏表；

* 提升要求（I类、II类）：

1. 固定某一磁场大小（亥姆霍兹线圈的电流）；
2. 旋转巨磁阻传感器转盘，每隔5°记一次传感器输出，角度范围0~180°：
3. 给出磁电阻传感器敏感轴与外磁场角度依赖的曲线；

• 实验内容：
  1. 测定巨磁阻传感器的灵敏度与其工作电压的关系；
• 要求
  1. 在不同的工作电压下测量巨磁电阻传感器的灵敏度；
  2. 得到传感器的灵敏度与其工作电压的关系；
• 拓展（选）：
  1. 测量不同型号巨磁电阻传感器的灵敏度；
  2. 与科学前沿结合的相关内容。

• 实验内容：
  1. 拟方案设计制备不同铁磁/金属/铁磁多层膜结构
  2. 在磁场条件下测量所制备样品的巨磁电阻效应
• 技术：真空镀膜技术、电学测试技术
• 要求：
  1. 给出巨磁电阻效应最大的铁磁/金属/铁磁优化结构条件

• 实验设计：
  1. 根据实验要求选择合适的仪器以及仪器测量档位（参数）；
  2. 根据实验设计组织和优化实验方案；
• 分析能力：从观察、分析实验现象及其规律至现象背后的物理过程；
• 团队协作能力

磁电阻（各向异性磁电阻、巨磁电阻、庞磁电阻、隧道磁电阻）、铁磁性、自旋。

1. 固体物理学
2. 电磁学
3. 量子力学
4. 自旋电子学

利用巨磁阻传感器测量弱磁场

欢迎大家留言讨论！ — 乐永康 2019/12/05 13:01