[发明专利]谐振式双轴磁传感器及双轴磁传感器测试系统

说明书

本发明公开了一种谐振式双轴磁传感器及双轴磁传感器测试系统。所述谐振式双轴磁传感器包括ΔE效应敏感结构，所述ΔE效应敏感结构包括依次叠设的第一电极层、压电层和至少一FeGa/高k值材料复合磁性薄膜，所述FeGa/高k值材料复合磁性薄膜包括叠设的FeGa磁性薄膜层和高k值材料薄膜层，其中，至少一FeGa磁性薄膜层叠设在压电层上并作为第二电极层，所述FeGa磁性薄膜层具有(110)或(100)晶体学择优取向，在FeGa磁性薄膜层的面内和面外两个方向上均具有ΔE效应。本发明的谐振式双轴磁传感器利用复合磁性薄膜层中ΔE效应的面内、面外各向异性实现双轴磁场强度探测，具有谐振频率f和回波损耗S11两种读出方式，可以有效探测面内和面外的磁场强度。

技术领域

本发明涉及一种磁传感器，特别涉及一种基于FeGa/高k值材料复合磁性薄膜的谐振式双轴磁传感器及双轴磁传感器测试系统，属于传感器技术领域。

背景技术

磁传感器作为一种位置类的传感器，可以用于位置感应和磁场强度探测，还可以用在矿产勘查、无损材料检测、非接触开关和导航系统等领域。基于微机电系统(MEMS)工艺的谐振结构磁传感器得益于其小体积、低重量、低功耗、低成本、更高的灵敏度和高分辨率等优势，有望成为未来磁传感器的重要发展方向。现有基于磁性薄膜的磁传感器，存在只能对单一方向的磁场进行传感，且灵敏度较低，实用性上受限制的问题。如在智能手机中传感器应用越来越广泛，个人导航成为一种必备的技术，单轴磁传感器在传感上很受限制，无法对位置进行精确感应，探测磁场的方向也很单一，在往实际应用中转化时很困难。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于FeGa/高k值材料复合磁性薄膜的谐振式双轴磁传感器及双轴磁传感器测试系统，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种基于FeGa/高k值材料复合磁性薄膜的谐振式双轴磁传感器，包括：ΔE效应敏感结构，所述ΔE效应敏感结构包括依次叠设的第一电极层、压电层和至少一FeGa/高k值材料复合磁性薄膜，

所述FeGa/高k值材料复合磁性薄膜包括叠设的FeGa磁性薄膜层和高k值材料薄膜层，其中，至少一FeGa磁性薄膜层叠设在压电层上并作为第二电极层；所述FeGa磁性薄膜层具有(110)或(100)晶体学择优取向，在FeGa磁性薄膜层的面内和面外两个方向上均具有ΔE效应。

与现有技术相比，本发明的优点包括：

1)本发明实施例提供了一种基于FeGa/高k值材料复合磁性薄膜的谐振式双轴磁传感器，含有(110)择优取向FeGa磁性薄膜，该择优取向FeGa磁性薄膜具有各向异性的ΔE效应，能实现器件面内和面外两个方向上的磁场强度传感；

2)本发明实施例提供了一种基于FeGa/高k值材料复合磁性薄膜的谐振式双轴磁传感器是基于体声波谐振器实现的，所以本身具有谐振频率f和回波损耗S11两种读出方式，能避免电学噪声对磁场强度传感的消极影响；

3)本发明实施例提供了一种基于FeGa/高k值材料复合磁性薄膜的谐振式双轴磁传感器，其中的高k值材料薄膜能提高复合磁性薄膜的ΔE效应高频响应特性，也能减小磁传感器的涡流损耗，减小谐振器声波能量损耗，提高磁传感器灵敏度，且隔离空气，减小空气环境对FeGa磁性薄膜的长期氧化。

附图说明

图1是本发明实施例1中提供的一种基于FeGa/高k值材料复合磁性薄膜的谐振式双轴磁传感器的结构示意图；

图2是本发明实施例1中提供的一种基于FeGa/高k值材料复合磁性薄膜的谐振式双轴磁传感器的制备流程示意图；

图3是本发明实施例1中磁控溅射制备FeGa薄膜的粉末X射线衍射图；

图4是本发明所采用的一种双轴磁传感器测试系统示意图；