[发明专利]一种中大磁场全象限测量方法

权利要求书

1.一种中大磁场全象限测量方法，其特征在于，包括：

步骤1：将四个正交配置的磁阻电阻放置到外加磁场中；其中第一磁阻电阻与第三磁阻电阻位于一条直线上，第二磁阻电阻与第四磁阻电阻位于另一条直线上，所述一条直线与所述另一条直线垂直；四个磁阻电阻自由层的内部易轴偏置磁场大于各向异性场；

步骤2：确定最小阻值的两个磁阻电阻，进而确定另外两个磁阻电阻处于S1状态，并令处于S1状态的两个磁阻电阻的阻值为R₁，R₂，同时将无磁场时处于S1状态的两个磁阻电阻的初始参考层磁化方向作为给定的参考层磁化方向S1状态是指磁阻电阻的自由层磁畴处于易轴正方向；

步骤3：根据阻值R₁，R₂分别计算两个处于S1状态的磁阻电阻的自由层磁化方向和参考层磁化方向的夹角；

步骤4：分别根据两个处于S1状态的磁阻电阻的给定参考层磁化方向及两个处于S1状态的磁阻电阻的自由层磁化方向和参考层磁化方向的夹角计算出两个处于S1状态的磁阻电阻的自由层磁化方向；

步骤5：根据两个处于S1状态的磁阻电阻的给定参考层磁化方向和自由层磁化方向求解外加磁场的磁场幅值及方向；

步骤6：将本次计算得到的外加磁场的磁场幅值及方向与前一次计算结果相比，若两次结果的差值大于设定阈值，则根据本次计算得到的外加磁场的磁场幅值及方向更新两个处于S1状态的磁阻电阻的参考层磁化方向并将其作为新的给定的参考层磁化方向并再次执行步骤2～步骤6，直到两次结果的差值小于设定阈值。

2.根据权利要求1所述的一种中大磁场全象限测量方法，其特征在于，步骤3中，计算两个处于S1状态的磁阻电阻的自由层磁化方向和参考层磁化方向的夹角的公式分别为：其中为第一个处于S1状态的磁阻电阻的自由层磁化方向，R_1min为第一个处于S1状态的磁阻电阻的最小值，R_1max为第一个处于S1状态的磁阻电阻的最大值；

其中为第二个处于S1状态的磁阻电阻的自由层磁化方向，R_2min为第二个处于S1状态的磁阻电阻的最小值，R_2max为第二个处于S1状态的磁阻电阻的最大值。

3.根据权利要求1所述的一种中大磁场全象限测量方法，其特征在于，步骤4中，根据公式计算两个处于S1状态的磁阻电阻的自由层磁化方向：将带入前式便得到第一处于S1状态的磁阻电阻的自由层磁化方向将带入前式便得到第二处于S1状态的磁阻电阻的自由层磁化方向其中，为处于S1状态的磁阻电阻的自由层磁化方向，为处于S1状态的磁阻电阻的给定参考层磁化方向，为处于S1状态的磁阻电阻的自由层磁化方向和参考层磁化方向的夹角。

4.根据权利要求1所述的一种中大磁场全象限测量方法，其特征在于，步骤5中利用下列方程组求解外加磁场的磁场幅值h_F及方向θ：

式中α₁，α₂分别为两个处于S1状态的磁阻电阻的易轴方向，h_JFR为任意一个磁阻电阻的自由层与参考层的耦合场，h_BF＝H_BF/H_AF，H_BF为磁阻电阻的自由层的内部偏置磁场大小，H_AF为自由层各向异性场大小；θ_BF为自由层的内部偏置磁场方向；为第一个处于S1状态的磁阻电阻的自由层磁化方向；为第二个处于S1状态的磁阻电阻的自由层磁化方向。

5.根据权利要求1所述的一种中大磁场全象限测量方法，其特征在于，步骤6中，更新两个处于S1状态的磁阻电阻的参考层磁化方向的步骤进一步包括：

求解一元四次方程其中h_X1，h_Y1分别为外加磁场在第一处于S1状态的磁阻电阻易轴和难轴方向上的磁场，二者根据步骤5的计算结果得到：h_X1＝h_Fcosθ，h_Y1＝h_Fsinθ；其中，h_F和θ分别为外加磁场的磁场幅值和方向；

上述一元四次方程具有4个解，当磁阻处于稳定平衡状态时，只有一个解，该解取决于3个条件：

1)x₁为实数且|x₁|≤1；

2)

3)该解与磁阻电阻的初始位置间所有角度能量必须小于初始位置的能量；

求解一元四次方程其中h_X2，h_Y2分别为外加磁场在第二处于S1状态的磁阻电阻易轴和难轴方向上的磁场，二者根据步骤5的计算结果得到：h_X2＝h_Fsinθ，h_Y2＝h_Fcosθ；

上述一元四次方程具有4个解，当磁阻处于稳定平衡状态时，只有一个解，该解取决于3个条件：

1)x₂为实数且|x₂|≤1；

2)

3)该解与磁阻电阻的初始位置间所有角度能量必须小于初始位置的能量；

将求解得到的值分别作为新的给定的参考层磁化方向