基于反常霍尔效应的薄膜磁滞回线测量系统的研究

论文摘要

磁性薄膜的应用越来越广泛,使得人们更加关注薄膜的磁性能表征。在磁性薄膜的很多应用中,其薄膜的厚度变得越来越薄,使得薄膜磁特性参数的测量变得越来越困难。本文首先针对传统测量方法在测量膜厚很薄样品时的困难,研究了基于反常霍尔效应的测量方法。在硬件方面,研究和设计了总体方案,其中,采用基于PCI总线的数据采集卡完成磁场数据的获取和传送,采用高精度电流源和纳伏表获取反常霍尔电压数据,通过GPIB接口传送。在软件方面,选用LabView虚拟仪器编程平台,研究和设计了数据实时滤波、曲线调理和特征参数提取算法等。实测结果表明,设计和搭建的基于反常霍尔效应的薄膜磁滞回线测量系统能高效的进行数据采样、数据显示、数据处理和特征参数提取。本文还对测试系统的误差进行了详细的分析,从硬件和软件两方面着手,研究和分析了影响系统测量精度的原因。实验结果表明,测试样品的放置角度和测试点位置等均对测试结果有明显影响,在分析的基础上,提出了提高测试精度的方法。理论分析和实测结果均表明,对于厚度很薄的薄膜磁滞回线的测量,相对于传统技术,基于反常霍尔效应的测量方法具有显著优势。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 技术现状
• 1.3 本文研究的主要内容和论文结构
• 2 测量系统工作原理与方案设计
• 2.1 磁滞回线的原理及应用
• 2.2 反常霍尔效应的测量原理
• 2.3 测量系统方案设计
• 章末小结
• 3 测量系统的硬件设计
• 3.1 PCI 数据采集板
• 3.2 反常霍尔电压读取模块介绍
• 3.3 GPIB 总线传输
• 章末小结
• 4 算法设计
• 4.1 软件平台概述
• 4.2 软件功能设计
• 4.3 应用程序的算法设计
• 章末小结
• 5 实验结果与讨论
• 5.1 不同平台下测量结果比较
• 5.2 不同位置点的测量结果比较
• 5.3 不同放置角度的测量结果比较
• 5.4 影响测量精度的主要因素分析
• 章末小结
• 6 总结与展望
• 6.1 完成的主要工作
• 6.2 进一步的工作展望
• 致谢
• 参考文献