【摘 要】
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巨磁阻抗（GMI）效应具备在非常低的磁场区域存在超高磁场灵敏度的特点,使其在高灵敏传感器方面广泛应用。设计或使用磁传感器时,传感器元件周围不可避免地存在半导体材料。因此,研究半导体材料是如何影响磁性材料的磁性能具有重要意义。Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶合金（FINEMET）因其优异的软磁性能和高的饱和磁通密度,自20世纪80年代以来便受到了广泛的关注。此外,GMI效应常被用来描述
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巨磁阻抗（GMI）效应具备在非常低的磁场区域存在超高磁场灵敏度的特点,使其在高灵敏传感器方面广泛应用。设计或使用磁传感器时,传感器元件周围不可避免地存在半导体材料。因此,研究半导体材料是如何影响磁性材料的磁性能具有重要意义。Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶合金（FINEMET）因其优异的软磁性能和高的饱和磁通密度,自20世纪80年代以来便受到了广泛的关注。此外,GMI效应常被用来描述一种材料的性质,但很少作为一种技术手段来研究材料的磁相互作用,这对GMI效应的理解与应用提供了新思路。研究磁相互作用有利于理解材料宏观性能的内在原因,对开发新的磁性材料及设计材料的整体性能具有重要意义。本文主要研究内容如下:（1）通过磁控溅射方法,在FINEMET条带光滑面、粗糙面和双面上沉积不同厚度的二氧化钛（Ti O2）薄膜,对应的构建了FINEMET/Ti O2和Ti O2/FINEMET/Ti O2复合结构条带。通过分析复合条带的表面形貌、磁滞回线、GMI效应,发现复合条带的磁阻抗随Ti O2薄膜的厚度都呈现先增大后减小的趋势,这是电磁相互作用和应力共同作用的结果。当Ti O2薄膜厚度为100 nm左右时,Ti O2沉积在FINEMET条带光滑面、粗糙面和双面构成的复合条带最大阻抗比达到最大值分别为57.3%,36.1%和40.8%。而且,所有复合条带的特征频率随Ti O2薄膜厚度的增加逐渐降低。总而言之,可以通过TiO2薄膜调控复合结构条带的GMI效应并降低其特征频率,可应用于与半导体电子应用兼容的磁传感器领域。（2）采用磁控溅射技术,构建了FINEMET/Fe20Ni80和FINEMET/Ti O2/Fe20Ni80两种复合结构条带。在FINEMET/Fe20Ni80复合条带中,FINEMET和Fe20Ni80两者之间既存在界面交换相互作用又存在磁偶极相互作用。交换相互作用为短程力,因此改变中间层Ti O2薄膜的厚度,通过GMI曲线峰位场的变化可以研究FINEMET/Ti O2/Fe20Ni80复合条带中的磁偶极相互作用。当Ti O2薄膜厚度从40 nm增加到150 nm时,Fe20Ni80镀层对FINEMET条带产生的偶极场从2.2 Oe减弱到0.2 Oe。因此,可以通过几何因子K来调控偶极相互作用设计新型传感器。
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