旋转磁场带动不同形状磁体的运动情况分析

一块条形磁体有两个极：N极和S极,多块条形磁铁排列在同一条直线上并把它们相吸在一起时,它的磁极并不是简单地合并成N、S两极：转动由四块条形磁铁排列在同一条直线上并相吸的叠加磁铁,在此正上方不同高度悬挂不同形状的磁体,则此磁体会产生特殊的运动。本文利用DIS实验系统中的磁传感器研究四块条形磁铁排列在同一条直线并相吸时,从这叠加磁铁的中心到其一端（距离为r）、到其中垂线同等距离（距离为r）和到其正上方不同高度的磁场强弱情况,并绘制出其曲线：并定性研究了这叠加磁铁在不同转速下（文中规定为一档、二档、三档）,不同形状磁体（文中举例为条形磁铁、圆盘磁铁、球形磁铁）在不同高度的运动情况。     

锗基半导体器件的界面磁阻效应和体磁阻效应

本工作对Ag/p-Ge:Ga/Ag器件的界面磁阻和体磁阻效应进行了研究,结果表明该器件的体磁阻效应远大于界面磁阻效应.对界面磁阻而言,界面局部等离子体的形成与淬灭受外加磁场的影响较小,致使界面磁阻很小;而对体磁阻而言,磁场导致载流子复合速率加快,使载流子浓度急剧下降,从而导致体磁阻数值较大.进一步研究发现,采用低载流子浓度Ge制备的器件可以获得更为优异的体磁阻效应.本工作也研究了不同磁场施加方向对体磁阻效应的影响,发现低温时体磁阻具有明显的各向异性.当温度低于200 K时,垂直方向的体磁阻明显大于平行方向的体磁阻,其中当温度为10 K时,垂直方向体磁阻最大值约为123％@1 T,远大于平行方向的体磁阻数值(仅约为41％@1 T).机理分析认为,体磁阻效应的各向异性源于不同磁场构型下几何效应的差异,而低温下载流子迁移率的增加导致这种几何效应的影响更为明显.     

La0.7Ca0.3-xSrxMnO3薄膜的电输运特性研究

采用溶胶-凝胶法制备La_0.7Ca_0.3-xSr_xMnO₃(LCSMO)薄膜, 探讨掺杂对结构、磁性能与电输运特性的影响机制。从X射线衍射(XRD)结果来看, 所有薄膜均具有典型钙钛矿结构。LCSMO薄膜的居里温度(T_C)和金属绝缘体转变温度(T_MI)均随Sr掺杂浓度增加而单调增加。总体看来, 当x ≤0.05时, LCSMO薄膜磁阻率类似于窄带系LCMO 系材料, 在T_MI周围较宽的温度区间内存在相分离, 而相分离过程中多相共存的无序状态是该类材料庞磁阻效应的主要来源。对特定温度下的磁阻率随磁场的变化进行分析, 当温度低于T_MI时, 磁阻率随磁场变化出现双梯度, 低磁场时晶界隧穿效应起主导, 该部分效应对磁场特别敏感, 高磁场时磁阻率主要来源于磁场对自旋波动的压制; 当温度接近或高于T_MI时, 晶界隧穿效应逐渐消失, 磁阻率随磁场线性变化, 磁场对自旋波动的压制起主导作用。     

RE－TM磁光记录薄膜的磁场电效应研究

研究了磁性薄膜磁场电效应的测试方法，ＲＥ－ＴＭ磁光薄膜的测试样品制备、样品的磁场电效应（霍尔效应和磁阻效应）及其温度特性。实验结果表明，制备的ＴｂＦｅＣＯ薄膜的补偿点约为─３８℃。     

碲属线性巨磁阻材料研究进展

近年来,具有巨磁阻性质的材料,因其电阻随施加的磁场而显著变化,是现代电子设备中的关键材料。巨磁电阻碲化物由于具有无法预见的大的非饱和磁阻、超高迁移率以及反常霍尔效应等特性,可以用于强磁场探测、信息记录领域以及磁阻器件等(例如计算机的硬盘驱动器),有着重要的科学意义和广阔的应用前景。具有准二维特征、非平庸拓扑能带结构的金属碲属化合物,以及一维碲属银化物作为非饱和线性巨磁阻重要材料体系,表现出了优异的性质,被研究者重视。然而,目前该类材料仍存在一些问题,主要体现在:(1)合成方面。目前还未实现大规模生产高质量的大面积薄层、块体材料,这限制了其开发和应用。(2)性能与结构方面。巨磁阻、热电性能、压致超导、低能光吸收等优良特性已有研究,而通过掺杂等方法调节载流子浓度以提高巨磁阻性能还未被分析透彻。近年来,研究者主要从亟待解决的制备和性能问题展开研究,取得了重大进展。通过采用自上而下的技术已经证明以低成本制备层状材料是可能的,而自下而上的制备技术目前应用较广,例如化学气相沉积、助熔剂法等一系列方法,可以制备具有少量缺陷的高质量材料。磁电阻性能方面,碲属线性巨磁阻材料具有的各向异性磁电阻强烈依赖于角度和温度,当磁场、电场与晶轴取向不同时,磁电阻数值方面有很大区别,该类材料在低温0.53 K、高磁场60 T条件下,具有高至1 300 000%的磁电阻。相结构方面,过渡金属碲属化合物在2H相或者T、T'和Td畸变中是较稳定的,并可以诱导可逆相变。低能电子结构方面,费米面附近的电子-空穴口袋的尺寸和数量实现完美补偿,可成为巨磁阻效应特征出现的原因。本文以二维MoTe_2、WTe_2和一维Ag_2Te材料为代表,综述了近年来碲属线性巨磁阻材料的化学制备方法,以及性能与结构之间的密切关系,对比并提出了不同维度的线性磁阻材料制备方法的优缺点,并利用晶体各向异性等材料设计与合成策略来实现化学制备。探讨了该类材料晶体的磁电阻性能和结构的关系,总结了其在光电应用方面的重要意义,并展望了可通过掺杂、改性以有望改善性能的方式来激发该类材料在电子器件方面潜在的应用前景。     

RE—TM磁光记录薄膜的磁场电效应研究

研究了磁性薄膜场电效应的测试方法，RE－TM磁光薄膜的测试样品制备、样品的磁场电效应（霍尔效应和磁阻效应）及其温度特性，实验结果表明，制备的TbFeCo薄膜的补偿点约为－38℃。     

永磁磁共振成像装置主磁体设计方法研究

针对小动物磁共振成像分析仪,进行双柱型永磁小磁体的设计,要求静磁场强度为0.5 T,磁场不均匀度小于25×10-6.考虑磁路漏磁情况及磁阻现象,采用磁路设计中常用的磁路方法,进行永磁磁体结构的初始设计;利用有限元方法对初始的模型进行磁场数值分析;改变匀场环的形状和尺寸,观察空隙中磁力线的走向改变,分析匀场环的改变对成像区磁场均匀度的影响.利用Ansys有限元软件对匀场环的尺寸进行了优化计算,当匀场环内径大约为外径的1/3时,成像区不均匀度提高一个数量级.结果表明永磁磁体的磁路设计方法和有限元数值计算合理,可以满足成像要求.     

基于AVR单片机的电磁场监测仪设计

设计了一个环境电磁污染监测系统,能够测量环境磁场大小,测量精度可达到6×10-8T。利用磁阻芯片特有的置位/复位功能有效地消除因温度漂移和电路参数漂移等共模信号造成的误差,提高了磁场检测的灵敏度。监测仪器以Atmega16L为控制器,单片集成磁场传感器HMC1052L为检测元件,其输出通过运算放大器LMV358放大,利用Atmega16L单片机模数转换器转换成数字信号,并由LCD显示测量结果。     

La1-xCaxMn0.9Li0.1O3的合成和磁性性能

稀土亚锰酸盐具有基本的钙钛矿结构;最新的一些研究表明,由LaMnO3引伸出许多不同化合物显示出一系列的复杂结构,它们的磁场导致导电率变化很大,具有非常磁阻(CMR)现象.据称,这种现象已引起全世界固体物理基础研究和磁电子学实际应用领域有关人员的广泛关注.     

IPMC微泵驱动膜的设计及结构优化

利用离子聚合物人工肌肉(IPMC)固有的电致动性能,设计了圆盘形、S形、条形及扇形4种不同结构的致动膜,选择最优结构的驱动膜以驱动微泵。制备了一系列IPMC悬臂梁状致动器,利用激光位移传感器测出不同条件下致动器产生的位移。ANSYS软件下,利用位移推导出IPMC单元体的弯矩,以此计算衡量微泵的体积变化和最大工作压力。同时,分析了泵膜形状、半径、厚度、驱动电压对泵体积变化和工作压力的影响。结果表明:较之于其它3种泵膜,扇形泵膜的体积变化量最大;泵膜半径的增加有利于增大体积变化量;泵膜厚度的增加有利于增加工作压力;适当地增加驱动电压,可同时提高其工作压力和体积变化量。     

磁场诱导组装磁性钴纳米球链状结构及其磁性能

通过简单的水热反应,分别在无外加诱导磁场和有外加磁场条件下合成了不同结构的磁性Co纳米材料.用XRD、SEM、TEM和PPMS分别表征了样品的晶相、形貌和磁性能.结果显示,无磁场下的样品(ZF样品)为单分散Co纳米球,而磁场下的样品(AF样品)为Co纳米球组装形成的一维链状结构,二者有相近的饱和磁化强度(分别为30.98、31.96A·m2/kg),但其矫顽力和剩磁比却明显不同(ZF样品:901.87A/m、0.096;AF样品:8436.8A/m,0.047),认为这主要磁场诱导形成特殊一维链状结构的形状各向异性造成的.     

超精密大行程麦克斯韦磁阻驱动器磁场建模与推力分析

为了克服大行程麦克斯韦磁阻驱动器在大气隙下漏磁大幅增加、气隙区磁场分布不均匀且非线性强烈等现象导致的磁场和推力解析模型精度较低等问题,利用考虑综合高斯函数的加权漏磁系数的磁路建模方法,改进了磁阻驱动器的三维漏磁分布计算方式,并得到了可准确描述其推力与输入电流函数关系的解析模型,从而为该类驱动器的设计及控制提供重要依据。首先,建立了大行程麦克斯韦磁阻驱动器考虑漏磁前后的工作磁路,分析了永磁偏置磁路的作用及使用永磁偏置结构后仍具有非线性的原因,并利用安培环路定律和磁路的欧姆定律以及磁场的可叠加性,建立了该磁阻驱动器的推力解析模型。然后,为了优化解析模型,提出了基于高斯曲线的加权漏磁系数计算方法,同时利用有限元仿真软件对大行程麦克斯韦磁阻驱动器的三维磁场分布及漏磁系数进行了分析计算,得到了考虑加权漏磁系数的推力解析模型。最后,搭建了大行程麦克斯韦磁阻驱动器推力测试系统,并通过对比优化前后解析模型计算推力与仿真推力和实测推力,验证了解析模型的准确性。结果表明,优化后解析模型的均方根误差仅为优化前的11.1%,其精度得到有效提升;同时,优化后解析模型计算推力与实测推力之间的均方根误差小于0.6 N,精度较高。研究结果对高端微纳制造装备与测量仪器中新型超精密驱动部件的设计有一定意义和参考价值。     

特种卧式低温容器径向支撑结构温度场的有限元分析

以特种卧式低温容器径向支撑结构为研究对象,借助ANSYS平台采用有限元计算的方法计算了稳态条件下径向支撑结构温度场的分布.计算结果表明:径向支撑结构中中间玻璃钢圆盘的温度分布具有过渡特性,玻璃钢圆盘外表面上的温度在接触角为85°时会突然升高.     

测量强磁场的磁阻变换器

为了获得可供在4.2～300K温度范围检测强磁场的灵敏度高、稳定性好、温度系数小、且具有小的传递函数——磁电阻比相对于磁场的关系R/R_o (B)——接近线性的小型变换器,研究了由InSb-NiSb共晶合金作成的磁阻变换器的量度特性。为此目的,研制了以含不同杂质元素或非合金化的电子传导型共晶合金InSb-NiSb为基的磁阻变换器。在合金化的InSb-NiSb晶体中,碲的浓度在(2～6)·10~(22)米~(-3)范围变化,而在非合金化晶体中剩余施主杂质浓度达到10~(21)米~(-3)。在共晶合金中电子的迁     

xFe-Al2O3颗粒薄膜的XRD分析和GMR效应

对rf溅射法制备的xFe-Al2O3颗粒薄膜,应用X射线衍射仪(XRD)进行了测试和分析,推算了不同样品中Fe粒子的大小和元素面积比.并使用4探针外加磁场法对薄膜的巨磁阻效应进行了分析和讨论.当Fe面积比约为25%时,样品的磁电阻率在1.5T磁场下可达-2.3%.     

不同形状中间相沥青炭纤维的横断面结构

在场发射扫描电子显微镜（ＦＥ－ＳＥＭ）下观察了圆形、中空、条形和Ｙ－形中间相沥青炭纤维的横断面结构,用流变学理论分析了纺丝过程中几种炭纤维结构的形成,提出中空纤维纺制时沥青流体的最大流速线在喷丝孔中心线的内侧,并根据中空炭纤维横断面的显微照片对此加以证实,用催化缩聚中间相沥青制备的条形炭纤维显示出的特殊弧形对称结构,起因于中间相沥青的流变性质和条形喷丝孔的形状设计,非圆形中间相沥青炭纤维趋向于以线     

磁阻传感器在自行武器导航系统中的应用

介绍了以磁阻传感器为基础的数字磁阻磁场仪HMR2300的基本原理及其在自行武器导航系统中的应用,重点叙述了在车体倾斜和有金属材料影响的情况下,对HMR2300输出结果的补偿和计算方法.     

浇铸态Ni50Mn27Ga23合金中的马氏体相变和磁应变

用感应溶炼并浇铸制备了名义成份为Ni50Mn27Ga23的合金。用交流磁化率测定了合金的相变温度和居里温度，用动态电阻应变仪测试了合金在不同温度及不同磁场强度下的相变应变和磁诱导应变。研充的结果表明：相变应变具有各向异性，外磁场可显著增大相变应变；不同温度下磁场诱导的应变具有不同的特征，温度越低磁诱导应变越大，但使应变饱和所需的磁场也越高，在个别温度点伴随应变突变。磁场的训练不会显著提高磁诱导应变，相反可使可恢复应变减少。     

NiFeNb薄膜的磁特性及磁阻效应研究

研究了射频磁控溅射膜（Ｎｉ８１Ｆｅ１９）１００－Ｎｂｘ的各向异性磁阻效应ＡＭＲ、矫顽力Ｈｃ、饱和磁化强度４ｘｍｓ和饱和磁化场Ｈ。研究其作为磁阻磁头材料和低磁场高灵敏度材料的可能性。我们发现Ｎｂ的含量对（Ｎｉ８１Ｆｅ１９）１００－ｘＮｂｘ的各向异性磁阻效应ＡＭＲ＝２％、矫顽力Ｈｃ＝１１９Ａ／ｍ和饱和磁化场Ｈｘ＝４４５Ａ／ｍ，适宜于低磁场高灵敏度检测材料。     

经穴磁刺激线圈优化设计与仿真

经穴磁刺激与传统针灸、电刺激相比具有无创伤、无不适感、易重复和进行深部刺激等独特优点.磁刺激系统中载流线圈设计对磁场强度和磁场分布具有重要作用.在理论分析载流线圈磁场分布基础上,设计了不同8字形和碗状结构磁刺激线圈,并采用Ansys有限元分析软件对线圈沿径向和轴向产生的磁场分布进行仿真,研究8字形和碗状结构线圈的磁场聚焦性和刺激深度.结果表明,碗状线圈具有较好的磁场聚焦性且有一定的刺激深度,在皮层下1.5～2 cm左右仍有3～10 mT的磁场强度.同时获得了适合于经穴磁刺激系统的最佳线圈形状和参数,为穴位磁刺激技术应用于临床治疗奠定了良好基础.