磁阻效应一、概述（二）、磁阻应用：目前，磁阻效应广泛用于磁传感、磁力计、电子罗盘、位置和角度传感器、车辆探测、GPS导航、仪器仪表、磁存储(磁卡、硬盘)等领域。磁阻器件的特点：灵敏度高、抗干扰能力强。在众多的磁阻器件中，锑化铟（InSb）传感器最为典型，它是一种价格低廉、灵敏度高的磁阻器件，在生产生活应用广泛。（三）、磁阻分类：若外加磁场与外加电场垂直，称为横向磁阻效应；若外加磁场与外加电场平行，称为纵向磁阻效应。一般情况下，纵向磁感强度不引起载流子偏移，因此一般不考虑纵向磁阻效应。2007年诺贝尔物理学奖授予来自法国国家科学研究中心的物理学家艾尔伯·费尔和来自德国尤利希研究中心的物理学家皮特·克鲁伯格，以表彰他们发现巨磁阻效应的贡献。*巨磁阻效应（附加材料）所谓巨磁阻效应，是指磁性材料的电阻率在有无外磁场作用时存在巨大变化的现象。巨磁阻是一种量子力学效应，它产生于层状的磁性薄膜结构。这种结构是由铁磁材料和非铁磁材料薄层交替叠合而成。当铁磁层的磁矩相互平行时，载流子与自旋有关的散射最小，材料有最小的电阻。当铁磁层的磁矩为反平行时，与自旋有关的散射最强，材料的电阻最大。上下两层为铁磁材料，中间夹层是非铁磁材料。巨磁阻效应自从被发现以来就被用于开发研制硬磁盘的数据读出头（ReadHead）。这使得存储单字节数据所需的磁性材料尺寸大为减小，从而使得磁盘的存储能力得到大幅度的提高。第一个商业化数据读取探头是由IBM公司于1997年投放市场的，到目前为止，巨磁阻技术已经成为全世界几乎所有电脑、数码相机、MP3播放器的标准技术。二、实验目的通常以电阻率的相对改变量来表示磁阻的大小，即用Δρ/ρ(0)表示。其中ρ(0)为零磁场时的电阻率，ρ(B)为在磁场强度为B时的电阻率，则Δρ=ρ(B)－ρ(0)。由于磁阻传感器电阻的相对变化率ΔR/R(0)正比于Δρ/ρ(0)，这里ΔR=R(B)－R(0)，R(0)、R(B)分别为磁场强度为0和B下磁阻传感器的电阻阻值。因此也可以用磁阻传感器电阻的相对改变量ΔR/R(0)来表示磁阻效应的大小。测量磁电阻电阻值R与磁感应强度B的关系实验装置及线路如图2所示。尽管不同的磁阻装置有不同的灵敏度，但其电阻的相对变化率ΔR/R(0)与外磁场的关系都是相似的。实验证明，磁阻效应对外加磁场的极性不灵敏，就是同强度正负磁场的磁阻效应相同。一般情况下外加磁场较弱时，电阻相对变化率ΔR/R(0)正比于磁场强度B的二次方；随磁场强度的加强，ΔR/R(0)与磁场强度B呈线性函数关系；当外加磁场超过特定值时，ΔR/R(0)与磁场强度B的响应会趋于饱和。另外，ΔR/R(0)对总磁场的方向很灵敏，总磁场为外磁场与内磁场之和，而内磁场与磁阻薄膜的性质和几何形状有关。四、实验仪器介绍五、实验内容六、实验操作步骤4、信号源的“信号输入”两端用导线接至输出信号切换继电器K2接线柱的中间两端，红导线与红接线柱相连，黑导线与黑接线柱相连。5、将继电器K1接线柱的下面两端与继电器K2接线柱的下面两端相连，红导线与红接线柱相连，黑导线与黑接线柱相连。6、将锑化铟（InSb）磁阻传感器（蓝、绿引出线）的两端与工作电流切换继电器K1接线柱的下面两端相连，红的香蕉插接红接线柱，黑的香蕉插接黑接线柱。即蓝引出线接至红接线柱，绿引出线接至黑接线柱。7、砷化镓（GaAs）霍尔传感器的的四引出线按线的长短已分成两组，红、灰为一组（为工作电流输入端），橙、黄为一组（为霍尔电压输出端），红、灰这一组线接至工作电流切换继电器K1接线柱的上面两端，橙、黄这一组线接至输出信号切换继电器K2接线柱的上面两端。红的香蕉插接红接线柱，黑的香蕉插接黑接线柱。8、确认接线正确完成后，接通电源，将信号源上左边的“信号选择”切换开关处于弹起状态，此时励磁信号为直流信号；将信号源右边的“信号选择”切换开关处于按下状态，测试架的切换开关也处于按下状态，这时将测试架上取出的霍尔电压信号输入到信号源，经内部处理转换成磁场强度由表头显示。9、调节Is调节电位器让Is表头显示为1.00mA，然后调节IM，使磁场强度显示为0.xmT，记下励磁电流值的大小。10、弹起信号源右边的切换开关和测试架上的切换开关，测量并记录该磁场强度下对应的磁阻电压。注意：这时的Is表头显示应为1.00mA。11、将测试架上及信号源右边的切换开关按下，再调节IM调节电位器，使磁场强度显示为20mT，记下该磁场强度及对应的励磁电流值。测量并记录该磁场强度下对应的磁阻电压。12、重复以上10～11步骤，测量出磁场强度大小分别为0，20，40，60，80，100，150，200，250，300，350，400，450，500mT，分别记录电磁铁的励磁电流IM/mA和InSb两端的电压UR/mV。13、