Особенности Гигантского Магнитоимпедансного Эффекта В Пленочных Структурах На Основе Пермаллоя В Интервале Температур, Важных Для Практических Приложений

Abstract

Многослойные структуры на основе пленок Fe 19 Ni 81 были получены методом ионно-плазменного распыления и исследованы на установке импедансной спектроскопии с температурной приставкой. В случае многослойной структуры (Cu/FeNi)5/Cu/(Cu/FeNi)5 было обнаружено увеличение магнитоимпедансных соотношений для полного импеданса и его действительной части при увеличении температуры с 25 до 50• C . Максимум гигантского магнитоимпедансного (ГМИ) соотношения полного импеданса Z/Z = 56% наблюдался на частоте 80 MHz, при чувствительности 18%/Oe, а максимум ГМИ соотношения дей-ствительной части R/R = 170% на частоте 10 MHz, при чувствительности 46%/Oe. Установлено, что намагниченность и электросопротивление на постоянном токе слабо меняются с температурой, поэтому в качестве наиболее вероятного механизма увеличения величины и чувствительности магнитоимпедансного эффекта был предложен механизм релаксации, связанный с магнитоупругой анизотропией. ВведениеТонкопленочные многослойные структуры являются перспективными объектами для применения в качестве чувствительных элементов датчиков слабых магнитных полей, широко используемых в линиях автоматического контроля, магнитной дефектоcкопии, магнитном биоде-тектировании и т. д. [1][2][3]. Особый интерес в этой связи ввиду высокой чувствительности по отношению к изменению внешнего магнитного поля вызывают сенсорные элементы, использующие в работе гигант-ский магнитоимпедансный эффект (ГМИ) [4][5][6]. Явление ГМИ заключается в изменении полного электросопро-тивления ферромагнитного образца, при протекании по нему переменного тока высокой частоты и приложении внешнего магнитного поля. Высокий эффект ГМИ на-блюдается в образцах с низкой дисперсией локальных осей эффективной магнитной анизотропии и высокой динамической магнитной проницаемостью [4,7].Известно, что действенным способом изменения эф-фективной магнитной анизотропии является термиче-ская обработка, различные виды которой очень широко используются для формирования требуемых свойств магнетиков [8][9][10][11]. Хотя вышесказанное прежде всего относится к достаточно высоким температурам, приво-дящим к термоактивации ряда физических процессов и изменениям структуры, хорошо известно, что и низко-температурные термические обработки аморфных и на-нокристаллических материалов могут оказывать замет-ное воздействие на особенности эффективной магнит-ной анизотропии [11]. Колебания температуры являются неотъемлемым фактором окружающей среды и важным параметром, определяющим условия работы конкретных детекторов магнитных полей. Если отрывочные данные о температурной зависимости ГМИ проволок, аморфных и нанокристаллических лент еще встречаются в литера-туре [12], то для пленочных структур за очень редким исключением [13] они практически отсутствуют.Следует отметить, что большинство ранних иссле-дований температурной зависимости ГМИ были сфор-мулированы в терминах температурной стабильности эффекта, а для пленочных ГМИ элементов исследова-ния проводились лишь на простейших структурах типа FeNi/Cu/FeNi с замкнутым магнитным потоком.Максимальный ...