[发明专利]磁敏线、磁阻抗元件及磁阻抗传感器

说明书

技术领域

本发明涉及磁滞特性优良的磁敏线、使用了该磁敏线的磁阻抗元件(以下记作“MI元件”)及磁阻抗传感器(以下记作“MI传感器”)。

背景技术

公知在高频率的脉冲电流流过CoFeSiB类合金的非晶丝时，由于该非晶丝的集肤效应使阻抗根据磁场而发生变化的磁阻抗效应(以下记作“MI效应”)。利用由缠绕在非晶丝上的检测线圈检测出该阻抗变化的MI元件的高感度磁传感器，即MI传感器，现在被用于手机等。但是，现有的传感器存在磁滞特性差的问题。该问题是由作为磁敏线的非晶丝的磁畴结构引起的。

例如在再公表特许WO2005/019851号公报中公开了作为现有的MI传感器所使用的磁敏线。在该公报中公开了有进行了张力退火的长为20μm的非晶丝和使用了该非晶丝的长为1mm以下、高为0.5mm的MI元件。但是，在该公报中公开的非晶丝的磁滞特性大大约有2％左右。

图6是示意性地表示构成这种现有的磁敏线的非晶丝内部的磁畴结构的立体图。磁敏线9根据磁畴结构的不同分为表层部91和芯部92两层。在表层部91内，自旋朝向固定的圆周方向。因此，自旋整体作为圆周形成为闭合状态，表层部91内完全不存在磁畴壁。

另一方面，在位于表层部91内周侧的芯部92内具有多磁畴结构，并存在较多的磁畴壁。另外，在表层部91和芯部92的界面处，由于各自旋的方向不连续地变化，因此也存在磁畴壁。

这种现有的磁敏线9在表层部91内具有自旋朝向一定的圆周方向的自旋结构(排列)，芯部92内具有多磁畴结构，整体为磁复合结构。而且，存在于芯部92的多磁畴结构部分的磁畴壁和存在于表层部91与芯部92的界面处磁畴壁成为使磁敏线9或使用该磁敏线9的传感器的磁滞特性劣化的原因。

专利文献1：再公表特许WO2005/019851号公报

发明内容

本发明提供一种适用于磁传感器等的磁滞特性优良的磁敏线和使用了该磁敏线的MI元件及MI传感器。

磁滞的发现起因于当外加磁场时，具有多磁畴结构的磁敏线内部的磁畴壁会进行移动。因此本发明人首先想到了使具有磁畴壁的多磁畴结构变成完全没有磁畴壁的涡流自旋(vortex-spin)结构，并首次成功地得到了涡流自旋结构的磁敏线。通过发展该成果，完成了以下所述的一系列的本发明。

磁敏线

(1)本发明的磁敏线的特征在于具有涡流自旋结构。

在此“涡流自旋结构”是指，在非晶丝表层部各自旋沿一定的圆周方向连续地排列，并且在作为该表层部的内周侧的内侧部成为随着靠近非晶丝的中心各自旋逐渐地从圆周方向向着轴向旋转，并在该非晶丝的中心处朝向轴向的、连续的自旋排列的结构。其中，在此所说的“自旋”是指单位原子的磁矩。另外，涡流自旋结构也可以仅由上述内侧部的结构构成。根据非晶丝的组成、内部应力、形状的不同，内侧部所占有的区域或大、或小。

(2)图1是对具有涡流自旋结构的磁敏线进行示意性说明的立体剖视图。剖面A是与磁敏线的轴向垂直的面，剖面B是在沿磁敏线的轴向的中央部切断的面。

磁敏线1由自旋排列不同的表层部11和内侧部12两层构成。首先对表层部11进行说明。在剖面A的表层部11内自旋朝向一定的圆周方向。因此，自旋作为整体连续地排列，在圆周方向上呈闭合(循环或环流)，表层部11内完全不存在磁畴壁。而且，在构成表层部11的剖面B的X1-X2-X3-Y1区域(在图1中，作为代表例由线X1-X5表示)内存在的各自旋是与表层部11的最外侧表面相同的自旋排列。

接下来对内侧部12的自旋排列进行说明。在剖面B上的Y1-X3-X6-Y3区域(在图1中，作为代表例由线X5-X6表示)内，在表层部11和内侧部12的边界(X5)处的自旋与表层部11的自旋是相同方向。随着从X5向X6靠近，即随着靠近轴中心，自旋的方向逐渐地从圆周方向向轴向倾斜，并在轴中心(X6)处与轴向(磁敏线1的中心线方向)的方向一致。像这样的自旋倾斜排列也同样地存在于剖面B上的线Y1-Y2上，而且同样地存在于剖面B的Y1-X3-X6-Y3区域内的任意部分。

这样一来，在本发明的磁敏线1的内侧部12不存在磁畴壁。另外，在表层部11和内侧部12的边界处，自旋连续地排列，也不存在磁畴壁。在本发明中，称这样的自旋排列整体为涡流自旋结构。其中，在本说明书中所说的“自旋排列”主要是指各自旋的磁矩的分布状况，也适当地简称“自旋排列”为“自旋”。

(3)本发明的磁敏线例如用于MI传感器。MI传感器的概略如下。