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第２５卷第６期 计算机仿真 ２００８年６ ＪＪ 文章编号：１００６—９３４８（２００８）０６—０３１５—０３ 几何结构对复合薄膜巨磁阻抗效应的影响 王呜昊，陈非凡 （清华大学精密仪器与机械学系，北京１０００８４） 摘要：复合薄膜的巨磁阻抗（ＧＭＩ）材料的几何结构改变会对其ＧＭＩ效应产生影响，实验已证实。但目前对ＧＭＩ效应的理论 尚不完善，缺乏对该现象的理论研究。通过经典电磁理论建立了复合薄膜结构的ＧＭＩ效应的理论模型，并利用模型仿真不 同结构参数下典型三层复合薄膜的ＧＭＩ特性，系统研究了几何结构对复合薄膜ＧＭＩ效应的影响，并得到结论：在复合薄膜 结构中，存在一个最佳的导电层厚度，使ＧＭＩ效应达到最强；导电层宽度的增加对ＧＭＩ效应有增强作用。 关键词：巨磁阻抗；复合薄膜；厚度；宽度 中图分类号：ＴＰ２１２ 文献标识码：Ｂ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｎ Ｇｉａｎｔ Ｍａｇｎｅｔｏ—Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ（ＧＭＩ）Ｅｆｆｅｃｔ ｉｎ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｅｄ Ｔｈｉｎ—ｆｉｌｍ ＷＡＮＧ Ｍｉｎｇ—ｈａｏ．ＣＨＥＮ Ｆｅｉ—ｆａｎ （Ｄｅｐｔ．ｏｆ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ａｎｄ Ｍｅｃｈａｎｏｌｏｇｙ，Ｔｓｉｎｇｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８４，Ｃｈｉｎａ） ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｔｈｅ Ｉｎｌｆｕｅｎｃｅ ｏｆ ｇｅｏｍｅｔｉｒｃａｌ ｓｔｕｒｃｔｕｒｅ ｏｎ Ｇｉａｎｔ Ｍａｇｎｅｔｏ—Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ（ＧＭＩ）ｅｆｆｅｃｔ ｉｎ ｍｕｈｉｌａｙｅｒｅｄ ｔｈｉｎ—ｆｉｌｍ ｉｓ ｐｒｏｖｅｄ ｂｙ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ＧＭＩ ｅｆｆｅｃｔ ｉｓ ｏｂｓｃｕｒｅ，ａｎｄ ｉｔ ｌａｃｋｓ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ａ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ＧＭＩ ｅｆｆｅｃｔ ｉｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｕｐｏｎ ｔｈｅ Ｃｌａｓｓｉｃａｌ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｔｈｅｏｙｒ，ｗｉｔｈ ｗｈｉｃｈ，ｔｈｅ ＧＭＩ ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ ｍｕｈｉｌａｙｅｒｅｄ ｔｈｉｎ—ｆｉｌｍ（ＦｅＮｉ／Ｃｕ／ＦｅＮｉ）ｗｉｔｈ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌ ｐａｒａｍｅ－ ｔｅｒｓ ａｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｌｆｕｅｎｃｅ ｏｆ ｇｅｏｍｅｔｉｒｃａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｎ ＧＭＩ ｅｆｆｃｅｔ ｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅｒｅ ｅｘｉｔｓ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｄｅｐｔｈ ｏｆ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｌａｙｅｒ ｆｏｒ ＧＭＩ ｅｆｆｅｃｔ，ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｌａｙｅｒ ｗｉｄｔｈ ｅｎｈａｎｃｅｓ ｔｈｅ ＧＭＩ ｅｆｆｅｃｔ ｉｎ ｔｈｅ ｍｕｈｉｌａｙｅｒｅｄ ｔｈｉｎ—ｆｉｌｍ． ＫＥＹＷＯＲＤＳ：ＧＭＩ；Ｍｕｈｉｌａｙｅｒｅｄ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；Ｄｅ ｐｔｈ；Ｗｉｄｔｈ ＧＭＩ效应产生较大影响的 ，这对基于ＧＭＩ效应的磁敏感 １ 引言 器探头的设计有重要意义，可通过选择合适的结构尺寸，达 巨磁阻抗（ＧＭＩ）效应是指某些材料在外磁场作用下，交 到增强ＧＭＩ效应的效果。但目前对于复合薄膜中ＧＭＩ效应 流阻抗发生显著变化的现象。ＧＭＩ效应最早在ｃｏ基的非晶 产生的机理尚不清楚，对几何结构影响的研究主要局限实验 丝中被发现…，随后带状和薄膜结构中的ＧＭＩ效应也先后 观察，缺少有理论基础的定量分析。本文则从Ｍａｘｗｅｌｌ和 被发现 。巨磁阻抗效应具有灵敏度高，响应快和无磁滞效 Ｌａｎｄａｕ—Ｌｉｆｓｈｉｔｚ方程出发，推导并建立了复合薄膜结构ＧＭＩ 应等特点，被认为是在未来弱磁检测领域将具有广阔应用前 效应的理论模型，利用模型仿真的方法模拟了不同结构参数 景的技术之一。用复合结构代替单一结构获得更强的ＧＭＩ 下典型ＦｅＮｉ／Ｃｕ／ＦｅＮｉ复合薄膜中的ＧＭＩ效应。利用模型仿 效应是近年来研究的重点 “ ，特别是复合薄膜结构，更适 真的方法来进行研究比实验更方便快捷，并可以从理论上计 合于微机电系统（ＭＥＭＳ）技术的加工，被认为是微型磁敏感 算能使ＧＭＩ效应达到最强的最佳尺寸参数。 器探头的最佳选择之一，但目前复合结构ＧＭＩ效应的理论还 尚不完善。 ２复合薄膜结构的理论模型 常见复合薄膜采用的磁性层包裹导电层的三层结构，实 典型的复合薄膜结构如图１所示，中间为高电导率材 验结果表明，改变其中导电层和磁性层的几何结构，可以对 料，宽ｂ。，厚２ｄ。Ｉ夕 层是磁性材料，宽ｂ ，厚为ｄ 。若假设复 合薄膜结构满足ｔ＞＞ｂ。，ｂ ＞＞ｄ。，ｄ ，则此时边缘效应可 收稿Ｅｌ期：２００７—０６—０５修回Ｅｌ期：２００７—０６—１６ 以忽略。设驱动电流符合正弦变化，即，＝，０ｅｘｐ（／ｗｔ）。ｏｒ表 一３１ Ｓ一 维普资讯 http://www.cqvip.com
示材料电导率，Ｈ表示磁场强度，Ｅ表示电场强度， 磁感应 强度，，表示电流密度，忽略位移电流，则Ｍａｘｗｅｌｌ方程可表 示为： ｆＪ ｉｂ￣ｏ＇ｌＥｉ（Ｙ）ａｙ＝，Ｉ ） ：㈤） ：１２ ，，＋１２：Ｉｏ ，７×力：，： ｛ ：一韭 （ ） ————— — ＿ｌ———— 国 图１ 复合薄膜结构示意图 考虑不同介质中电磁场：定义 和 是导电层中磁场 强度和电场强度；定义导电层和磁性层中通过的电流分别是 ， 和，２， 。和 ：分别是，。和，２在磁性层中形成的磁场强 度， 和 ：是相应的电场强度。在忽略边缘效应的情况 下，可以认为磁感应强度日的分布只和Ｙ相关，由（１）可以得 到Ｈ和 关于Ｙ的一元微分方程，得到的通解如下： ｒＨｉ （Ｙ）＝一［Ａ ｅｘｐ（ｋｉｙ）一Ｂｌ ｅｘｐ（一ｋｉｙ）］・ｎ １Ｉ 一，，＂ ｉｋ（Ｙ）： ［Ａ ｅ ｐ（ 。，，）＋巩ｅ ｐ（一ｋｌＹ）１． Ｕ 其中，ｎ：和ｎ 是沿 和ｚ轴的单位矢量；Ａ 、 为常数； 是 电导率； ：（１＋ ） ； ＝１表示电导层参数，ｉ＝２表示磁性 层参数； ：１表示由电流， 形成的电磁场，ｋ＝２表示由电流 ， 形成的电磁场。而， ： （３） 其中， 是电流角频率， 是磁导率张量在切向（未向）上的 分量。 由安培环路定律可得到以下关系： ｆ， ＝ｆＨ。（ｄ。）＝Ｈ２一（ｄ一） ｛ｆ （ｄ１）＝０ （４） 【（６ （ｄ ＋ｄ２）＝，２ 由电流关系可得到： 一３１６一 根据电磁场的边界条件得到： Ｅｌ（ｄ１）＝Ｅ２ｌ（ｄ１）＋Ｅ２２（ｄ１） （６） 由导电层中的对称性的得到： Ｈ。（一Ｙ）＝一日．（Ｙ） （７） 将（４）～（７）式代人（２）式中，可求解系数Ａ。、Ｂ。、Ａ： 、Ｂ： 、 Ａ：：、Ｂ ：和电流，ｌ、，：。根据（２）中电场强度的表达式，可以得 到复合薄膜结构内电场强度的分布情况为： Ｉｏｋ ２ｋ，ｃ。ｓｈ（ｋ ，，），ｌ ｙｉ≤ ２ Ｃ ｓｉｎｈ ｋ ｄ ｃ（，，） ｂ ｃ，… ｏｓ ： ： Ｅ（Ｙ）＝ ， 一ｃｏｓｈ（ｋ２ｙ—ｋ２（ｄｌ ４－ｄ２））］ ＋ 。２ｂ ２ ２ ｓｉｎｈ（ｋ２ｄ２） ＜ｌ ｙ ：＋ｄ２～ （８） Ｃ：ｋ２ ｌ ｓｉｎｈ（ｋｌｄ１）｛ｂ２［ｅｏｓｈ（ｋ２ｄ２）一１］＋６ｌ ｆ＋ ｋ】ｂ２ ２ｃｏｓｈ（ｋ Ｊｄ Ｊ）ｓｉｎｈ（ｋ２ｄ２） （９） 复合薄膜的阻抗值可表示为： ｚ：孚： （１０） 由（３）式可知，切向磁导率 变化改变材料的阻抗值， 这是材料产生ＧＭＩ效应的根本原因。实验表明，一般显著的 ＧＭＩ效应都是出现在高频（１ＭＨ以上）时，此时引起磁导率 变化的磁化机制主要是磁矩转动 ｊ，影响材料磁特性的性最 主要的三个相互作用能是外磁场能、各项异性能和应力作用 能，可分别表示为： ＥＨ：一‰ＭＨｍＣＯＳ ０ ｊ ： Ｉｉ２（ 一 （１１） ：一 ｓＯ＇ＣＯＳ２（ 一 ） 其中， 外磁场强度，肼是磁化强 度，Ｋ是材料各项异性常数，Ａ 是材 料磁致伸缩系数。０是静磁化矢量 关于ｚ轴的夹角，０ 和０ 分别是等 效异性场和等效应力场与ｚ轴的夹 角。静磁化强度（ｎ ）、等效异性场 、 （ｎ：）和等效应力场（ｎ：）的单位矢量 之间的矢量关系如图２所示。 图２各矢量方向示意图 利用能量最小原理可求解０： ３０＋堕３０＋ ３０＝０ （１２）， 由外磁场、等效异性场和等效应力场合成的直流磁场可表 维普资讯 http://www.cqvip.com 为 ： Ｈ ∞ （１３） 利用Ｌａｎｄａｕ—Ｌｉｆｓｈｉｔｚ方程求解材料的磁导率张量得到： 一ｏ ２ Ｄ ＝０Ｏ ３５妻’０ △ｄ．：＝ ｄ．： ｌ… 卜ｒ憾疆 ｆ丝 口 ２ ｄ， Ｄ＝Ｏ ７Ｉ ｊ由 ｉ ；－ ９ ＋ ＦｅＮｉ（２ｃ￣＝Ｏ ）ｌ ； ∞ Ｓ 一鲁＿（１ ｃｏｓ ２ ２ ） ２（．ｙ＾ ＋ （ｃ，）．ｙ ｔｏｙＭ ＝ 。丁 ３仿真研究 ３．１模型验证 根据式（１０）和式（１４），可以利用模型计算不同条件下 ２∞ Ｓ 复合薄膜的阻抗值，又根据ＧＭＩ效应定义： Ｚ（）０ ＝ Ｚ ０ （） ×１００％ ’（１、～ ５） 其中，Ｚ为受外磁场时的阻抗，Ｚ（０）为外磁场为零时的阻抗。 则可利用模型计算一定外磁场下复合薄膜的阻抗值，从而模 拟该磁场作用下的ＧＭＩ效应。基于Ｍａｔｌａｂ程序对不同驱动 频率下全磁场的ＧＭＩ效应进行模拟，则可仿真得到复合薄膜 的ＧＭＩ效应特性曲线。 这里对典型的ＦｅＮｉ／Ｃｕ／ＦｅＮｉ三层复合结构和ＦｅＮｉ单层 膜的ＧＭＩ效应（单层膜的模型可将复合结构模型中导电层 厚度２ｄ 设为０得到）的ＧＭＩ特性进行仿真。假设复合薄膜 的参数为：磁性层中等效各向异性场大小为４Ｏｅ，方向与ｚ轴 夹角成９０。，并忽略应力场的作用，设ＦｅＮｉ（坡莫合金）的饱 和磁化强度 Ｍ。：１Ｔ，电阻率为２０ｔｘｌ￣・ｃｍ，Ｃｕ电阻率为 １．７２ｔｘ１￣・ｃｍ；没磁性层宽ｌＯｐ，ｍ，导电层宽４ｐ，ｍ，为研究厚度 对ＧＭＩ效应的影响，设薄膜厚Ｄ：２００ｎｍ，设导电层厚度和薄 膜总厚度的比值分别为２ｄ Ｄ＝０．１，０．３，０．５和０．７。设单 层膜的宽度为ｌＯｐ，ｍ，厚２００ｎｍ，其他参数与复合结构相同。 通过仿真得到不同结构参数下的结构的ＧＭＩ效应的特 性曲线如图３所示。图中横轴表示驱动频率，纵轴表示在该 驱动下所能达到的最大其ＧＭＩ效应。其中“＋”符号的曲线 表示ＦｅＮｉ单层膜的ＧＭＩ效应特性曲线，而“ ”、“△”、“ｏ” 和“？”符号的曲线则分别表示导电层厚度和薄膜总厚度比为 ０．１、０．３、０．５和０．７时的ＧＭＩ效应。 图３中各曲线反映的不同导电层厚度下的ＧＭＩ效应特 性，与文献［５］中在相同条件下实验得到的结论能较好吻合， 这也一定程度上也验证明了该仿真方法的合理性。 ３．２厚度对ＧＭＩ效应的影响 分析图３中的ＧＭＩ特性曲线发现，单层薄膜所能达到的 最大ＧＭＩ效应仅为２％左右，如图采用复合薄膜结构可以大 大提高ＧＭＩ特性。同时，在复合薄膜中，导电层的厚度对 ＧＭＩ效应的影响很大，当２ｄ．Ｄ＝０．１时，最强ＧＭＩ效应为 头送至 ％左右。 屠的增加而增加， Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ／ＭＨｚ 图３ ＧＭＩ效应随频率变化特性曲线 图中当２ｄ。Ｄ＝０．７时，最大ＧＭＩ效应减小到了１３％左右。 即在导电层和磁性层厚度之间存在一个最佳的厚度比，能使 复合薄膜的ＧＭＩ效应达到最强。 为寻找导电层和磁性层间的最佳厚度比，这里仍设薄膜 的总厚度为２００ｎｍ，改变导电层的厚度，得到不同厚度比 （２ｄ。：Ｄ）下复合薄膜结构的ＧＭＩ效应如图４所示。图中ｘ 轴表示导电层和薄膜的厚度比，Ｙ轴表示驱动频率，ｚ轴表示 材料的ＧＭＩ效应。当厚度比２ｄ。：Ｄ＝０．５５，驱动频率ｆ＝ ４３０ＭＨｚ时，复合薄膜能达到的ＧＭＩ效应最强，为１６，７％。 值得注意的是，对于不同的复合薄膜结构，这个最佳厚度比 的值并不确定，需要通过理论模型计算仿真得到。 图４厚度对ＧＭＩ效应的影响 ３．３各层宽度对ＧＭＩ效应的影响 宽度是复合薄膜另一个重要的结构参数。由于要在磁 性层中形成环绕磁场，一般采用磁性层包裹导电层的结构， 即磁性层宽度（ｂ ）应大于导电层宽度（ｂ ）。 设复合薄膜的厚度为２００ｎｍ，厚度比２ｄ。Ｄ：０．５５，并设 磁性层的宽度ｂ ：ｌＯｐ，ｍ，改变导电层宽度ｂ。，利用理论模型 仿真复合薄膜在不同宽度比（ｂ。：ｂ ）下获得的ＧＭＩ效应，如 图５所示。图中ｘ轴表示导电层和磁性层的宽度比ｂ。：ｂ ，ｙ 轴和ｚ轴的含义同图４。 （下转第３３０页） ３１７一 维普资讯 http://www.cqvip.com
ｃｉｒｃｕｉｔｓ ｕｓｉｎｇ ｔｉｍｅｄ ｈｙｂｒｉｄ ｐｅｔｉｒ ｎｅｔｓ［Ｊ］．Ｌｅｃｔｕｒｅ Ｎｏｔｅｓ ｉｎ Ｃｏｍ． ｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ，ｖｏ１．３２９９／２００４．４２６—４４０． ［作者简介】 张 萌（１９７８一），男（汉族），山西人，博士研究生， 研究方向为微系统设计自动化，混合电路形式化验 证方法。 ［９］ Ｅ Ｕ Ａｌｅｓｓａｎｄｒｏ Ｇｉｕａ．Ｈｉｇｈ—Ｌｅｖｅｌ Ｈｙｂｒｉｄ Ｐｅｔｒｉ Ｎｅｔｓ：ａ Ｄｉｉｆｎｉｔｉｏｎ ［ｃ］．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ３５ｔｈ Ｃｏｆｅｒｅｎｅｅ ｏｎ Ｄｅｃｉｓｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏ１． １９９６．１４８一ｌ５Ｏ． 高德远（１９４６一），男（汉族），湖北人，教授，博士生 导师，从事计算机系统结构、超大规模集成电路设 ［１Ｏ］ Ｒ Ｎａｖｉｄ，ｅｔ ａ１．Ｍｉｎｉｍｕｍ ａｃｈｉｅｖａｂｌｅ ｐｈａｓｅ ｎｏｉｓｅ ｏｆ ＲＣ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｔｓ ［Ｊ］．Ｓｏｌｉｄ—Ｓｔａｔｅ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ，ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ，２００５，４０：６３０ 计、微系统设计自动化等方向研究。 ６３７． 樊晓桠（１９６４一），男（汉族），湖南人，教授，博士生导师，主要从事 ［１１］薛乐，等．混合系统的建模设计与仿真综述［Ｊ］．计算机仿 计算机系统结构、微系统设计自动化等方向研究。 真。２０ｏ６，６：１—５． （上接第３１７页） 的“最佳尺寸参数”，这对基于ＧＭＩ效应磁敏感器探头的优 观察图５的曲面发现，随着导电层宽度的增加，复合薄 化设计工作有一定的实用价值和指导意义。 膜的ＧＭＩ效应一直缓慢增加，这种现象也和文献［５ Ｊ中实验 的得到的结果也定性的符合。 参考文献： ［１］ Ｋ Ｍｏｈｒｉ，Ｔ Ｋｏｈｚａｗａ，Ｋ Ｋａｗａｓｈｉｍａ．Ｍａｇｎｅｔ—ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ ｅｆｆｅｃｔ （ＭＩ ｅｆｆｅｃｔ）ｉｎ ａｍｏｒｐｈｏｕｓ Ｉ、１ｆ ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｍａｇ－ ｎｅｔｉｃｓ．Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ １９９２．２８（５）：３１５０—３１５２． ［２］Ｇｉｌ ＨｏＲｙｕ．Ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ＧＭＩ ｉｎ ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｃｏ７Ｉ ＦｅＩＭｏＩＭｎ４ＳｉＩ４Ｂ９ ａｌｌｏｙ ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ．１９９９，３５（５）：３３９１—３３９３． ［３］Ｔａｋｅｓｈｉ Ｍｏｒｉｋａｗａ，Ｙｕｊｉ Ｎｉｓｈｉｂｅ．Ｇｉａｎｔ Ｍａｇｎｅｔｏ—Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ Ｅｆｆｅｃｔ ｉｎ Ｌａｙｅｒｅｄ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｍａｇｎｅｔ— ｉｃｓ．Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ １９９７，３３（５）：４３６７—４３７２． ［４］ Ｙｏｎｇ Ｚｈｏｕ，Ｊｉｎｑｉａｎｇ Ｙｕ．Ｇｉａｎｔ Ｍａｇｎｅｔｏ—Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ Ｅｆｆｅｃｔ ｉｎ ｔｈｅ 图５宽度对ＧＭＩ效应的影响 Ｓａｎｄｗｉｃｈｅｄ ＦｅＳｉＢ／Ｃｕ／ＦｅＳｉＢ Ｆｉｌｍｓ『Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ．Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２０００，３６（５）：２９６０—２９６２． 在实际制备复合薄膜时，增大导电层的宽度对提高ＧＭＩ ｆ ５］ Ｋ．Ｈｉｋａ，Ｌ．Ｖ．Ｐａｎｉｎａ Ｍａｇｎｅｔｏ—Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ ｉｎ Ｓａｎｄｗｉｃｈ Ｆｉｌｍ 效应是有益的，但在ＭＥＭＳ工艺的条件下，为保证磁性层能 ｆｏｒ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｓｅｎｓｏｒ Ｈｅａｄｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ． 完全包裹导电层，对两者的宽度比有所，从国内外相关 １９９６．３２（５）：４５９４—４５９６． 文献的记述来看，一般ｂ。：ｂ 小于０．５。 【６］ Ｌ Ｖ Ｐａｎｉｎａ，Ｋ Ｍｏｈｒｉ．Ｇｉａｎｔ Ｍａｇｎｅｔｏ—Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ ｉｎ Ｃｏ—Ｒｉｃｈ Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ Ｗｉｅｒｓ ａｎｄ Ｆｉｌｍｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｍａｇｎｅｔ— ４结论 ｉｃｓ．Ｍａｒｃｈ １９９５，３１（２）：１２４９～１２６０． 本文从Ｍａｘｗｅｌｌ和Ｌａｎｄａｕ—Ｌｉｆｓｈｉｔｚ方程出发，推导并建 ［７］ Ｃｈｅｎｇｙｕａｎ Ｄｏｎｇ，Ｓｈｉｐｕ Ｃｈｅｎ．Ａ ｍｏｄｉｉｆｅｄ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ＧＭＩ ｅｆｆｅｃｔ ｉｎ 立了三层薄膜结构ＧＭＩ效应的理论模型，通过仿真研究模拟 ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｆｉｌｍｓ ｗｉｔｈ ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ ｍａｇｎｅｔｉｃ ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ 了ＦｅＮｉ单层膜和不同结构参数的ＦｅＮｉ／Ｃｕ／ＦｅＮｉ复合薄膜内 ｏｆ Ｍａｇｎｅｔｉｓｍ ａｎｄ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｎｏｖｅｍｂｅｒ ２００３，２６３：７８— ８２． ＧＭＩ效应，通过对仿真结果的研究得到以下结论： １）采用复合薄膜能获得比单层膜更强的ＧＭＩ效应； ２）几何结构对复合薄膜ＧＭＩ效应会产生影响，对于厚 度一定的复合薄膜，存在一个最佳的导电层厚度，使其ＧＭＩ 效应达到最强；而导电层的宽度的增加则一直对ＧＭＩ效应起 增强作用。 该结论和文献：５］在相同条件下实验得到的结果能较好 地吻合，这一定程度上验证了仿真方法的合理性。利用模型 ■ ［王研检陈士究测非，鸠副教授，主要从事微光机电系统设计与系统集 生领昊凡域，主（的１９要６８应７２研．用９究１０。一 方）向作，男为者（巨简汉磁族介阻）］ ，抗浙效，湖江应南湖及醴州其人陵在人，硕弱，博士磁 成技术、微卫星敏感器与执行器技术等方面的研究。 仿真的方法，可以地定量分析几何结构变化对复合薄膜ＧＭＩ 效应的影响，并可通过计算得到一个能使ＧＭＩ效应达到最强 ．．——３３０．．——
