En la societat de la informació actual, els sensors de camp magnètic s'han convertit en un component bàsic indispensable en les indústries de la informació i la tecnologia de la informació.
Actualment, s'han desenvolupat sensors de camp magnètic que utilitzen diversos efectes físics, químics i biològics i han estat àmpliament utilitzats en diversos aspectes de la investigació científica, la producció i la vida social, i han assumit la tasca d'explorar diversos tipus d'informació. No obstant això, la majoria de les tecnologies de detecció de camp magnètic encara tenen problemes en la sensibilitat i l'error d'histèresi, cosa que dificulta la seva aplicació pràctica. Combinant l'alta sensibilitat magnètica, la baixa histèresi i la resposta ràpida d'una ona acústica superficial de la capa magnetostrictiva de ferro cobalt de tipus grid (FeCo), és possible realitzar un nou tipus de rapidesa, elevada sensibilitat, baix histéresis, estable i fiable. Un mètode de detecció de camp magnètic detecta un camp magnètic.
Wang Wen, investigador del Centre de Tecnologia d'ultrasons de l'Institut d'Acústica, l'Acadèmia Xinesa de Ciències i altres, va descobrir que el disseny de la planxa de la cinta magnetostrictiva de ferro cobalt pot obtenir un nou tipus de ràpid i sensible el mètode de detecció de camp magnètic i millorar el sensor de camp magnètic. La linealitat, la consistència i l'estabilitat redueixen els errors d'histèresi, millorant així el rendiment del sensor de camp magnètic. S'han publicat resultats rellevants a la revista internacional AIP Avanços.
En els darrers anys, els investigadors han utilitzat films magnetostrictius com a sensors d'ona d'ona acústica (SAW) per a pel·lícules sensibles, proporcionant un nou mètode per al disseny de sensors de camp magnètic. L'equip de recerca de Wang Wen ha proposat un dispositiu SAW basat en una pel·lícula de cobalt de ferro per detectar camps corrents / magnètics, i la sensibilitat obtinguda per l'optimització teòrica és tan alta com 8,3 kHz / mT. Tanmateix, el fort efecte d'histèresi * en les pel·lícules magnetostrictives produeix errors histèrics importants i degrada significativament el rendiment del sensor.
En aquesta ocasió, els investigadors van combinar la cinta sensible magnetostrictiva de cobalt de ferro del disseny del patró de quadrícula amb l'ona acústica superficial per a la detecció del camp magnètic. El sensor proposat consisteix en un oscil·lador diferencial de línia de doble retard, tal com es mostra a la figura 1.
La superfície del dispositiu en el canal de detecció es diposita mitjançant un procés de gravat i gravat de RF per dipositar la matriu de la graella de film de cobalt de ferro, que efectivament elimina l'efecte de la histèresi alliberant canvis d'estrès interns en el cobalt de ferro. El dispositiu del canal de referència s'utilitza per reduir efectivament els efectes de la temperatura ambient i altres efectes a través de mètodes diferencials. Quan el camp magnètic canvia, l'efecte magnetostrictiu * i l'efecte ΔE de la pel·lícula de ferro-cobalt causen un canvi en la velocitat de propagació del SAW i el canvi del senyal de freqüència d'oscil·lació diferencial es pot utilitzar per caracteritzar la força del camp magnètic a ser mesurat.
Els resultats experimentals demostren que l'efecte d'histèresi en el material de cobalt de ferro es suprimeix amb èxit mitjançant el sensor de camp magnètic de SAW mitjançant la pel·lícula sensible magnètica de la xarxa de cobalt de ferro i l'error de histéresis és només una cinquena part del ferro- sensor de pel·lícula de cobalt. També s'ha millorat considerablement la sensibilitat i la linealitat del sensor, tal com es mostra a la Figura 2. Aquest estudi proporciona una manera eficaç de detecció de camp magnètic d'alt rendiment.
* Efecte histèric fort: el canvi de l'estat de magnetització del material ferromagnètic sempre queda darrere del canvi del camp magnètic aplicat. Després de treure el camp magnètic extern, el material encara pot mantenir les propietats magnètiques parcials originals.
* Efecte magnetostrictiu: la mida i el volum del material canvien quan el material ferromagnètic canvia en el camp magnètic extern.
* Efecte E: Quan el material ferromagnètic canvia en el camp magnètic extern, el seu mòdul d'elasticitat (E) també canvia.
Figura 1 (a) Estructura bàsica d'un sensor de camp magnètic d'ona acústica superficial, (b) resposta dels elements del sensor, (c) dispositiu sensor per dipositar una pel·lícula de ferro cobalt
Figura 2 Comparació del rendiment del sensor entre la pel·lícula de cobalt i la matriu de la graella dipositada, (a) prova d'error de histèresi, (b) prova de sensibilitat