[發(fā)明專利]超靈敏微磁傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880039861.7
• 申請(qǐng)日: 2018-05-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110832336B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 本蔵義信;本蔵晉平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 朝日英達(dá)科株式會(huì)社
• 主分類號(hào): G01R33/02
• 分類號(hào): G01R33/02;H01L43/00
• 代理公司: 北京中博世達(dá)專利商標(biāo)代理有限公司 11274
• 代理人: 申健

1.一種微磁傳感器，其包括：

磁場(chǎng)檢測(cè)元件，其設(shè)置有：在基板上并行配置且具有導(dǎo)電性的兩根磁場(chǎng)檢測(cè)用的磁導(dǎo)線、作為兩根所述磁導(dǎo)線的一方的第一磁導(dǎo)線的第一端部和第二端部、作為兩根所述磁導(dǎo)線的另一方的第二磁導(dǎo)線的第三端部和第四端部、在并行配置的兩根所述磁導(dǎo)線之間配置的絕緣分離壁、配置為卷繞并行配置的兩根所述磁導(dǎo)線及所述絕緣分離壁的外周的環(huán)繞線圈、分別與所述第一端部及所述第四端部連接的所述磁導(dǎo)線的通電用的第一電極和第二電極、以及與所述環(huán)繞線圈的端部連接的線圈電壓檢測(cè)用的第三電極和第四電極，其中，所述第一磁導(dǎo)線的所述第二端部與所述第二磁導(dǎo)線的所述第三端部連接；以及與所述第一電極及所述第二電極連接且使脈沖電流流過(guò)所述磁導(dǎo)線的單元、與所述第三電極及所述第四電極連接且對(duì)在使所述脈沖電流在兩根所述磁導(dǎo)線中向相反方向流動(dòng)時(shí)在所述環(huán)繞線圈中所產(chǎn)生的線圈電壓進(jìn)行檢測(cè)的電路、將所述線圈電壓轉(zhuǎn)換成外部磁場(chǎng)H的單元，其特征在于，

所述磁導(dǎo)線具有20G以下的各向異性磁場(chǎng)，并具有兩相磁疇結(jié)構(gòu)，該兩相磁疇結(jié)構(gòu)由具有周向自旋排列的表面磁疇和具有軸向自旋排列的中央部芯磁疇構(gòu)成；

被通向所述磁導(dǎo)線的所述脈沖電流，轉(zhuǎn)換頻率為0.2GHz～4.0GHz，且電流強(qiáng)度設(shè)置為，不低于在該導(dǎo)線表面上產(chǎn)生各向異性磁場(chǎng)1.5倍以上的圓周方向磁場(chǎng)所需的電流強(qiáng)度；

所述環(huán)繞線圈的線圈節(jié)距為10μm以下。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微磁傳感器，其特征在于，

通過(guò)對(duì)所述磁導(dǎo)線施加所述脈沖電流，利用所述表面磁疇內(nèi)的導(dǎo)線軸向的磁場(chǎng)，使在軸向上傾斜的圓周方向自旋超高速地一齊旋轉(zhuǎn)，僅取出由此時(shí)產(chǎn)生的超高速自旋現(xiàn)象引起的所述導(dǎo)線在軸向上的磁化變化作為線圈輸出，并使用關(guān)系式(1)轉(zhuǎn)換為磁場(chǎng)H，

Vs＝Vo·2L·πD·p·Nc·f·sin(πH/2Hm) (1)

其中，Vs為線圈輸出電壓，Vo為比例常數(shù)、而作為控制因子常數(shù)，L為導(dǎo)線的長(zhǎng)度，D為導(dǎo)線的直徑，p為脈沖電流的趨膚深度，Nc為線圈的匝數(shù)，f為脈沖頻率，Hm為線圈輸出電壓取最大值時(shí)的外部磁場(chǎng)強(qiáng)度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微磁傳感器，其特征在于，

使所述脈沖電流流過(guò)的單元由脈沖發(fā)送電路構(gòu)成，

對(duì)所述線圈電壓進(jìn)行檢測(cè)的電路包括：與所述第三電極及所述第四電極連接的輸入電路、與所述輸入電路連接且被輸入所述線圈電壓的第一放大電路、由對(duì)所述線圈電壓的輸出波形的峰值電壓進(jìn)行檢波的電子開(kāi)關(guān)和存儲(chǔ)所述峰值電壓的容量為4～100pF的電容器構(gòu)成的采樣保持電路、將所述采樣保持電路的保持電壓放大的第二放大電路、以及將所述第二放大電路的輸出電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字值的AD轉(zhuǎn)換電路。