导读:本文包含了巨磁阻抗效应论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:磁阻,效应,结构,传感器,多相,磁场,磁性。
巨磁阻抗效应论文文献综述
郭兴玲,许磊[1]（2019）在《一种高分辨率高灵敏度的巨磁阻抗效应非晶丝微磁传感器研制》一文中研究指出为设计一种高分辨率高灵敏度的巨磁阻抗效应非晶丝微磁传感器,通过对非晶丝材料的热处理、非晶丝探头设计、电路设计和器件选型,研制出了分辨率可达2nT,灵敏度在1608mV/Gs的非晶丝磁传感器,实验结果说明改善非晶丝材料热处理方法和非晶丝探头设计,优化激励、检波和滤波电路和器件能够有效提高巨磁阻抗效应非晶丝微磁传感器的分辨率和灵敏度。(本文来源于《功能材料与器件学报》期刊2019年02期）
梁进龙[2]（2019）在《基于钴基巨磁阻抗效应的平面叁轴磁传感器研究》一文中研究指出基于钴基巨磁阻抗(Giant Magneto Impedance,GMI)效应的磁传感器因其灵敏度高、响应速度快、功耗低、体积小、激励方式简单等优点,在地质资源勘探、地磁导航定位、无损探伤检测等领域具有广阔的应用前景。利用叁个相互垂直的钴基GMI磁传感器,可对磁场大小和方向进行矢量测量。但对钴基GMI磁传感器进行叁维集成时,Z轴磁传感器的引入会增加集成器件的体积。本文针对该问题,提出一种基于钴基GMI效应的平面叁轴磁传感器,即利用集磁器将Z轴磁场引至XY平面,通过X轴或Y轴磁传感器对其进行测量。该方法避免了安装Z轴磁传感器,故不仅能减小叁轴钴基GMI磁传感器的体积,还可降低Z轴磁传感器的垂直安装误差。本文的主要研究内容如下:(1)制备和测试了单轴钴基GMI磁敏元件,钴基材料选用德国VAC公司生产的VITROVAC 6025Z钴基非晶薄带,该材料具有高磁导率、低矫顽力和近零磁致伸缩系数的优点。钴基非晶薄带长21mm、宽3mm、厚0.025mm,利用矢量网络分析仪对该单轴钴基GMI磁敏元件进行了测试,在激励电流频率为5MHz时,GMI效应达到51%。(2)设计了平面叁轴钴基GMI磁敏元件,器件结构从上至下为:环形集磁器、十字型钴基非晶薄带和正八边形平面偏置线圈。其中,偏置线圈在两侧钴基非晶薄带产生反向磁场,目的是提高GMI磁敏元件的线性范围和灵敏度;静磁学有限元分析结果表明,X(Y)轴和Z轴磁场在集磁器作用下,在两侧钴基非晶薄带会产生不同分布,相对于偏置磁场方向,引导后的X(Y)轴磁场呈反向分布,而引导后的Z轴磁场呈同向分布。这说明采用差分及求和方法可分别提取X(Y)轴及Z轴磁场信号,本文通过电磁学仿真分析和磁敏元件测试,均对该方法的可行性进行了证实。(3)设计了钴基GMI磁传感器驱动电路,主要模块包括:基于DDS的信号激励电路、基于Howland的V-I转换电路、前置放大电路、基于模拟乘法器的相敏检波电路、二阶巴特沃斯低通滤波电路和差分放大电路。对上述电路模块进行了理论分析和功能测试,结果表明模块功能正常、符合设计需求。(4)建立了平面叁轴GMI磁传感器测试系统,利用LabVIEW软件开发了GMI磁传感器V-H曲线自动测试平台,并对研制的平面叁轴钴基GMI磁传感器进行了性能测试,结果表明:X轴磁传感器的灵敏度为3.814 V/Oe、测量范围为-1.6 Oe~+1.6Oe、量程为3.2 Oe、线性度为1.096%,本底噪声为1.163 nT/√@1Hz;Z轴磁传感器的灵敏度为0.308 V/Oe、测量范围为-14 Oe~+14 Oe、量程为28 Oe、线性度为3.309%,本底噪声为14.396 nT/√@1Hz。(本文来源于《华中科技大学》期刊2019-01-01）
姜思达[3]（2018）在《多相及镀层复合微丝巨磁阻抗效应研究》一文中研究指出基于巨磁阻抗效应(Gaint Magnetio Impedance Effect,GMI)制备的新型磁电传感器原理为弱磁场变化会引起材料总阻抗的显着改变。与传统磁电式传感器相比,其具有高灵敏度、快速响应、应用温区宽、优良的稳定性与线性度、低能耗等特点,在癌症检测与治疗、地磁导航、磁性随机存储、脑机接口、机器人仿生皮肤和自监控智能复合材料等方面极具应用前景。因此,本文对新型复合结构巨磁阻抗效应材料进行制备及性能研究,在成功获取高性能多相复合与镀层复合结构微丝基础上,分析了步进式电流调控处理机制,建立了叁维表面磁畴结构模型,验证了复合结构微丝中特有的趋肤效应增强现象,并尝试建立组织结构与性能关系,对巨磁阻抗效应机理进行相关探究,从而获得可多频段应用的GMI效应磁性敏感材料,主要结果如下:对CoFeSiB经典成分进行微量Zr元素掺杂,提高其形核壁垒,并适当降低成形过程辊轮转动速度,调控微丝凝固过程中热量分布,使其在微丝表层形成一定纳米晶组织结构;随着掺杂量增加,其表层微观组织有序度逐渐增加,纳米晶尺寸增大,表面环向磁畴结构会产生局域波动即“畴间吞并”现象,外场作用下磁畴宽度增加,转动磁畴体积增加,环向磁导率增大,在掺杂原子比为2时,巨磁阻抗性能可达~600%,在掺杂量最大为3时破坏规律环向磁畴结构,性能降低。同时,微丝力学性能随掺杂量呈现先增后减的趋势,纳米晶会细化断裂主裂纹,在掺杂原子比为2时,拉伸断裂强度超过3600MPa,较未掺杂时有较大提高。对表面磁畴MFM原始图像进行滤波还原处理,结合巨磁阻抗效应微丝磁畴结构理论模型,建立观测图像与真实表面磁畴结构的对照联系,通过图像波动切线图及法向标量可对磁畴平均宽度及漏磁场进行定量化后续分析研究。结合Co基微丝电流调控处理时内部温度分布模拟及微丝热物性参数,制定步进式电流调控处理方案,使微丝在低温、高温结构弛豫,玻璃转变点及不同晶化区间进行处理;由于形核势垒的提高及内部温度场的不均匀分布,焦耳热会使微丝内部纳米晶组织,由内向外沿着热量传输方向依次形核长大,形成内部纳米晶壳层非晶的多相复合结构微丝。步进式直流电流退火处理可有效消除内部残余应力,并改变其微结构,处理后会产生3-4nm直径的纳米晶,其ACF(Autocorrelation Function)体积分数从制备态6.25提高至28.13%,促使非晶壳层环向磁畴结构的改善及多相结构所致趋肤效应增强现象,使阻抗比值在11MHz时ΔZ/Z0从69.09%大幅提高至582.59%;纳米晶周围的淬态核会使其内部产生刃型位错及晶格缺陷,从而提高微丝的拉伸断裂强度,另一方面拉伸断裂过程中纳米晶的萌生会严重阻碍主裂纹的产生,100m A阶段拉伸断裂强度可达~4103MPa,140m A阶段拉伸断裂强度约为3917MPa。当微丝受交流激励电流作用时,施加不改变微观组织结构的小幅值直流偏置电流,可增加环向磁畴轴向角,进而增加趋肤深度,在大幅降低微丝零外场本征基本阻抗值,同时提高外磁场作用下阻抗增量值,实现微丝零外场标准计算阻抗比值的显着增加,ΔZ/Z0最大值可达~1800%,200MHz,偏置电流增加至5×107A/m2则会改变其微观结构,进入步进式电流调控处理阶段。直流电镀可制备导体芯部铁磁层的异质镀层复合结构微丝,镀层成分选取高磁导率合金材料,如Ni80Fe20合金,芯部单晶铜丝最优直径范围为100-120μm。优化电镀沉积参数为,温度控制在60℃左右,p H值在3.5附近,阴极电流密度6 A/dm2,电镀时间为20min,微丝最佳芯层比接近4:1时,由于其特有的趋肤效应增强现象,使其特征频率极低,在10k Hz时阻抗比值即可达~3600%。电流密度过大时(>6A/dm2),均镀性下降,圆整性差,表面粗糙度增加破坏环向磁畴结构规律,性能降低,单晶铜基底则不利于镀层择优取向(200)生长,随时间增加沉积界面远离基底,取向明显,电镀时间过长表面出现团聚区,出现氢脆及裂纹。基于对表面镀层磁力显微观测微观磁畴结构,并结合其不同方向磁化曲线,发现铁磁层磁畴结构为面内环向分布,易磁化方向为周向,与均质巨磁阻抗效应非晶微丝壳层磁畴分布类似。通过对制备的低电导率芯部-高电导率镀层复合结构微丝的研究,反向验证趋肤效应增强现象的存在。并通过推导的镀层复合结构微丝磁导率及阻抗表达式,分别对阻抗及其电阻和感抗分量数值及比值随频率变化趋势,进行数值模拟分析,当超过1k Hz后,具有显着趋肤效应,最大阻抗比值为~4000%,特征频域区间在10-100k Hz之间,镀层质量及均匀性对镀层表面磁畴结构产生影响使实际测量值略低于理论值。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2018-06-01）
张振川,段修生[4]（2018）在《基于钴基非晶丝的巨磁阻抗效应多特征表征方法》一文中研究指出基于巨磁阻抗(GMI)效应的磁传感器在磁测量领域具有大的应用前景;而阻抗模值特征的非线性特征会限制传感器的测量效果。通过对GMI效应进行理论分析;并搭建实验系统对钴基纳米非晶丝材料进行测量和研究,提出了多特征表征的表征方法。采用阻抗模值特征和阻抗角特征相结合的多特征表征方式,能够消除单一特征的非线性特征的限制,拓展了敏感材料的测量范围,减小了非线性拟合误差,具有一定的意义和应用前景。(本文来源于《科学技术与工程》期刊2018年07期）
许志强,赵乾坤[5]（2017）在《基于Nyquist图研究铁基非晶薄带巨磁阻抗效应的非线性》一文中研究指出测量了铁基非晶薄带巨磁阻抗效应的阻抗实部和虚部并且计算出磁导率的实部和虚部,通过磁导率的非线性解释了巨磁阻抗效应的非线性原因,并且利用Nyquist图推出磁导率等效电路模型,指出磁导率等效电路模型中的LC共振频率是解决磁导率非线性的关键.研究结果表明:在激励电源横向磁化和外加磁场纵向磁化的过程中,非晶薄带磁导率的变化无规则,导致非晶薄带的巨磁阻抗效应呈现非线性变化.当激励频率在5 MHz、纵向磁场发生改变时,磁损耗角依然保持不变,磁导率与纵向磁场的非线性关系转化为磁导率模值与纵向磁场的关系,通过实验数据可以拟合出纵向磁场与磁导率的函数关系.(本文来源于《物理实验》期刊2017年11期）
付梦秋[6]（2017）在《基于硅微通道板的过渡金属合金微米线阵列的磁性及巨磁阻抗效应》一文中研究指出二十多年来人们致力于研究微米尺度下的丝、带以及薄膜中的巨磁阻抗效应(GMI),并且将其广泛应用于工业、生活、航空航天等领域。但是这些结构几何尺寸相对较大,难以集成加工,成本较高,并且工作电流频率通常MHz以上。硅微通道板(Si-MCP)是由成百上千的管道有序排列构成的阵列结构,我们基于它制备磁性微米线(管)阵列,研究该微米线(管)阵列的GMI特性,为未来研发与集成电路工艺兼容,工作在更低频率的新型GMI传感器作准备。本文研究了基于硅微通道板电沉积铁镍合金,制备铁镍合金微米线阵列的工艺。对铁镍合金微米线阵列的表面形貌、晶格结构、材料组分、磁学特性和GMI效应等进行了分析讨论。另外也研究了退火对铁镍合金微米线阵列性能的影响。结果发现铁镍合金微米线阵列表现出明显的磁各向异性,在低频(10 kHz)时样品GMI效应最明显(9.5%)。随着热退火温度升高,GMI曲线都出现杂乱情况,尤其是300℃处理后样品GMI基本在-5%～0波动,无明显的宏观GMI效应。利用液流沉积法基于硅微通道板沉积钻镍铁(CoNiFe)合金,制备CoNiFe微米管阵列。观察并分析CoNiFe微米管阵列的表面形貌及结构组分。研究不同沉积时间、不同二甲胺基硼烷(DMAB)浓度时CoNiFe微米管阵列的磁学性质和GMI效应。结果表明当DMAB浓度为0.07mol/L,沉积时间为10min时样品最易达到磁化饱和,同时具有最佳GMI性能,在10kHz最大GMI达到97%,较于之前研究的铁镍合金微米线阵列有很大的提升。基于CoNiFe/Si-MCP,采用液流沉积法制备Cu/CoNiFe/Si-MCP复合结构。结果表明Cu/CoNiFe/Si-MCP复合结构相较于CoNiFe/Si-MCP具有更强的磁各向异性,GMI可达到75%,明显高于CoNiFe/Si-MCP的43%。这为以后基于硅微通道板制备具有更高GMI效应的叁维磁性器件提供了实验依据。(本文来源于《华东师范大学》期刊2017-03-01）
樊天麒,杨真,雷冲,周勇[7]（2016）在《微型化钴基薄带中的巨磁阻抗效应》一文中研究指出采用键合、光刻和电镀等微机电系统(MEMS)微细加工技术制备了不同结构的微型化Co基薄带。微型化Co基非晶薄带采用VACUUMSHMELZE公司生产的VC6025Z型材料,其结构设计为曲折型不同匝数(1~3匝)。在1~40 MHz频率内,研究了外加磁场的方向以及传感器的匝数对巨磁阻抗(GMI)效应的影响。研究发现,巨磁阻抗效应均呈现负值,这与材料本身具有较大的矫顽力这一属性有关。与外加横向磁场时的GMI效应相比,当外加磁场为纵向时,获得较大的巨磁阻抗效应负值。在电流频率为10 MHz、磁场强度120 Oe(1 A·m-1=4π×10-3 Oe)时,巨磁阻抗变化率达到最大值-64.2%。随着匝数的增加,巨磁阻抗变化率的最大值由1匝的-31.2%增加到3匝的-64.2%。GMI效应均有相同的变化趋势,随磁场强度的增加而降低,在某一磁场下达到负的最大值。(本文来源于《微纳电子技术》期刊2016年08期）
张鑫磊[8]（2016）在《非晶软磁材料的巨磁阻抗效应研究》一文中研究指出作为传感器中一支重要的分支,磁性传感器在现代人类社会中扮演着极为重要的角色,其应用几乎覆盖了人类日常生活以及工业生产中的每一个角落,诸如交通运输、移动通信、空间磁场勘测、目标检测、军事以及生物医疗等。目前,常见的磁性传感器主要包括磁通门、霍尔传感器、巨磁电阻传感器、超导量子干涉仪等。但是,由于受到自身性能、使用范围、性价比等因素的影响,上述磁性传感器的发展潜力受到了一定的限制。于是,人们渴望出现一种新型的磁性传感技术能够替代传统的磁性传感技术来满足未来社会发展的需要。直到20世纪90年代,巨磁阻抗效应(Giant magneto-impedance effect,简称GMI effect)的发现才为这一希冀带来了新的曙光。目前,GMI效应的研究对象从最初的Co基非晶丝材料逐渐扩展到了非晶薄带、薄膜、多层膜和复合结构丝等多种不同的软磁材料体系。在现有的GMI材料体系中,非晶态软磁合金材料具有极为优异的软磁性能和良好的GMI效应,是现今GMI效应研究中最为重要的材料体系。本文中,我们基于Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9和Co_(65)Ni_2Fe_4Si_(15)B_(14)两种非晶软磁薄带材料,一方面,研究不同处理方法对非晶薄带材料GMI效应的影响,并尝试在合适的处理条件下提升材料的GMI效应以及相应的磁场灵敏度;另一方面,基于GMI效应,直接利用具有较高磁场灵敏度的非晶薄带样品对磁性纳米颗粒产生的磁信号进行了探测,进而探索GMI效应在弱磁场探测以及生物传感方面的潜在应用价值。本文的主要研究内容如下:1.基于Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9非晶带,我们分别采用直流焦耳热退火和快速磁场热退火方式对其进行处理。首先,我们研究了电流幅值以及通电时间对Fe基非晶带GMI效应的影响。结果发现,合适的直流焦耳热处理可以有效地增强Fe基非晶带的GMI效应,这一现象可以归因于非晶带横向磁导率的增加以及其软磁性能的改善。此外,快速热退火处理也可以改善非晶带的GMI效应,但这种效果并不明显。当在退火过程中沿着非晶带的横向施加一磁场时,非晶带的GMI效应会得到进一步地改善,这主要来源于样品横向磁导率的增大。2.利用电化学沉积方法在Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9非晶带表面包覆FeCo薄膜,从而制备出了FeCo/非晶带/FeCo的叁明治结构样品,并研究了非晶带表面FeCo薄膜厚度对样品GMI效应的影响。结果发现,在FeCo薄膜厚度较小时,叁明治结构样品可以获得明显高于制备态Fe基非晶带的GMI效应。而且随着FeCo薄膜的增加,叁明治结构样品的GMI效应会明显地减小并逐渐趋于稳定。这一结果说明适当厚度的磁性层包覆可以有效地增强Fe基非晶带的GMI效应。3.基于Co_(65)Ni_2Fe_4Si_(15)B_(14)非晶带,我们分别研究了拉应力、样品尺寸以及样品几何结构对其GMI效应的影响。首先,在轴向拉应力作用下,非晶带的GMI效应会有一定程度的增强,并且随着所施加拉应力的增大,非晶带GMI效应的增强也会越明显。其次,样品的尺寸对非晶带的GMI效应有着极为显着的影响。对于条带样品而言,随着宽度的减小,样品的GMI效应会先减小后增大。此外,样品的几何结构对其GMI效应也有着极为显着的影响,我们通过引入“尖角状”结构有效地提高了Co基非晶带在低场下的磁场灵敏度。4.利用激光刻蚀技术在Co_(65)Ni_2Fe_4Si_(15)B_(14)非晶带表面引入了形状各向异性,从而改变非晶带表面退磁场的大小及其分布,在此基础上,我们研究了激光刻蚀方向对Co基非晶带GMI效应的影响。结果表明,通过这一方法可以有效地调控Co基非晶带的GMI效应及其磁场灵敏度。5.基于GMI效应,利用高灵敏度的Co基非晶带样品对Fe_3O_4 纳米颗粒进行探测。结果发现,样品的GMI效应对Fe_3O_4 纳米颗粒的存在极为敏感。在Fe_3O_4 浓度为1μg/m L时,样品最大GMI值的下降最为明显,最大GMI值的变化可达到1.8%。同时,在2 MHz下,随着Fe_3O_4 浓度的增大,非晶带样品最大GMI值的下降会有所减弱。这一研究表明GMI效应可以广泛地用于弱磁场信号的探测。(本文来源于《兰州大学》期刊2016-06-01）
钟彬荃,谢佳文,朱雨晴,许佳丽,邵先亦[9]（2016）在《淬态非晶FeSiB薄带的各向异性及其巨磁阻抗效应》一文中研究指出采用单辊快淬法制备了Fe_(75)Si_9B_(13)非晶薄带。磁阻抗测试显示,淬态非晶FeSiB合金薄带具有显着的巨磁阻抗效应(GMI),在7 MHz频率下,纵横向最大阻抗比分别达到30%和29%。磁畴结构观察表明,薄带样品磁畴结构为具有一定的横向取向的180°条形畴,易轴与样品横向夹角约为75°。磁电阻变化与样品各向异性变化没有直接关系,相比磁阻抗,磁感抗更确切地反映了磁矩转动磁化行为和样品各向异性场的大小,易轴具有一定的横向取向以及薄带各向异性在厚度方向的空间分布是影响其GMI变化特性的原因。分析了磁电阻、磁感抗对样品巨磁阻抗效应的影响,发现,低频下,磁电阻对磁阻抗变化起主要作用,随着趋肤效应增强,样品磁感抗逐渐成为影响磁阻抗变化行为的主要方面。(本文来源于《真空科学与技术学报》期刊2016年04期）
杨真[10]（2016）在《基于软磁材料巨磁阻抗效应的生物标志物检测方法研究》一文中研究指出巨磁阻抗(Giant Magnetoimpedance,GMI)效应自从1992年被日本名古屋大学毛利家雄教授发现以来,其巨大的应用前景很快吸引了全球各国学者的关注。基于GMI效应的磁传感器因其高灵敏度、响应速度快等独特的优势很快在磁传感领域占有了一席之地。而随着以微机电系统(MEMS)技术和大规模集成电路技术为代表的高新技术的发展,把GMI传感器推向了微型化、集成化和智能化方向,使得其在生物医学领域的应用更加宽广。基于GMI效应的生物传感器是以磁性纳米粒子或以磁性纳米粒子构成的磁珠为标签,利用高灵敏度的GMI磁传感器来实现对生物分子信息的检测。基于GMI效应的生物传感器还处在初步阶段,需要不断探索新的应用领域。GMI磁传感器在生物医学领域的应用面临的主要挑战是高性能GMI传感器的制备以及检测方面,如检测的稳定性、可靠性等。还有一些基本问题如线性度、检测极限等。目前,在对GMI效应的研究过程中,发现实验结果往往与理论结果还有很大的差距,因此理论研究需要进一步的深入。在GMI材料方面,还需要进一步探索和优化制备条件,如退火处理,几何尺寸等,寻求最佳的制备工艺条件,制备高性能的GMI传感器,使其在检测更低浓度的生物分子方面成为可能。大肠杆菌O157:H7是肠出血性大肠杆菌的主要血清型,能够导致腹膜炎、出血性肠炎、胆囊炎、阑尾炎和尿道炎等疾病,严重者甚至死亡。该菌的流行爆发大多与食用该菌污染的食物有关,因此建立快速、高灵敏度的检查方法具有重要意义。C反应蛋白(CRP)是由肝细胞合成,在人的血清、脑脊髓液(CSF)、胸腹水等多种体液中均可被检测。微生物入侵、炎症和组织损伤可使CRP水平迅速升高,48小时即可达峰值,甚至可高3000倍,因此CRP的检测具有非常重要的意义。肌红蛋白(Mb)是一种含铁卟啉的红色蛋白,其功能是运输和贮存氧,存在于心肌和骨骼肌,相对分子质量较低,为17800,是一种有新看法的老标志物。目前普遍用作急性心肌梗死(AMI)的早期诊断。基于以上考虑,本文重点开展了曲折型薄带的GMI效应理论研究、GMI传感器的MEMS制备技术以及性能研究、生物分子自组装膜工艺研究以及基于GMI效应的生物标志物的检测研究,包括细菌和心脏标志物C反应蛋白和肌红蛋白的检测研究。主要研究工作如下:1.从电感和电阻各自贡献于阻抗的角度建立了曲折型薄带的GMI理论模型。研究了尺寸(长度,以及宽度)对单条以及曲折多匝薄带GMI效应的影响,以及匝数、曲折状间距和曲折结构对GMI效应的影响。结果表明尺寸、曲折匝数、曲折状间距以及曲折结构对薄带GMI效应的峰值和磁场灵敏度均产生了显着的影响。2.以商品化Co基非晶薄带作为GMI传感器材料,采用不同的磁场退火方式,对非晶薄带进行磁场预退火处理。运用微细加工工艺制备了不同尺寸以及不同结构(单条结构和曲折状结构)的薄带GMI传感器。其次结合微电镀工艺,制备了叁层10匝的NiFe/Cu/NiFe薄膜GMI传感器。对GMI效应研究发现,不同的磁场退火温度和不同的磁场退火方式都对GMI效应产生了显着的影响。长度和宽度对单条结构和曲折结构的GMI效应影响表现相同。随着长度增加,GMI效应增加;随着宽度增加,GMI效应下降。此外,间距对曲折结构GMI效应的影响不明显。随着匝数的增加,GMI效应增加,但是匝数太多,尺寸过大,对于生物传感测试不太理想。因此采用380℃横向磁场退火薄带,设计较小的宽度和适当的长度以及适当的间距的多匝曲折状薄带GMI传感器更适用于生物传感检测。同时发现制备的曲折6匝薄膜传感器的性能存在差异化,原因是电镀的NiFe薄膜的性能差异化,因此在生物检测应用方面,需要优化选取高性能的薄膜GMI传感器。3.研究了巯基丙酸单分子自组装膜工艺,采用了SEM、AFM、XPS等深入研究自组装膜的质量与自组装膜的工艺条件如溶液浓度、组装时间等之间的关系,优化出最佳的自组装膜工艺条件。同时也对EDC和NHS最佳活化时间进行探究。此外研究了细菌O157:H7单克隆抗体的固定与温度、时间的关系,探索合理的固定条件。结果表明,最佳组装浓度为20 mmol/l,组装时间为2小时,活化时间为2小时,单克隆抗体固定的最佳方式为4℃过夜24小时。4.采用MEMS技术制作了可控的Au薄膜单元以及含Au薄膜单元的开放式微流控部件。开放式微流控部件仅在Au薄膜表面制作了储液室,用于进行免疫反应,结构简单,便于清洗和去除非免疫成份和磁珠。也便于在电镜下观察免疫磁珠是否固定在Au膜单元上及其分布。GMI传感器对大肠杆菌的检测,采用了电镀NiFe/Cu/NiFe叁层10匝薄膜GMI传感器。GMI传感器结合磁标记的双抗夹心免疫检测方法对大肠杆菌实现了高灵敏检测、特异性检测,以及定量检测。采用分离式检测的方法,运用1μm磁珠进行捕获和标记大肠杆菌O157:H7,将含不同浓度(100,300,500 cfu/ml)细菌样品的Au单元置于传感器的上方,研究发现检测100 cfu/ml O157:H7时,GMI变化可达到27.4%,实现了高灵敏检测。其次采用2.8μm磁珠进行捕获和标记细菌,将含不同浓度(50-1000 cfu/ml)的细菌样品的开放式微流控部件分别置于传感器的边上,实现了对大肠杆菌的定量检测,线性检测范围为50-500 cfu/ml,检测极限为50 cfu/ml。此外,采用志贺氏杆菌(Shigella)作为非特异性目标分子,进行了非特异性检测,结果发现观测不到明显的阳性信号。GMI生物传感器在细菌检测方面的应用还处于初步阶段,本文实现了高灵敏、快速检测,为将来不同种类细菌检测开辟了新的途径。5.首先采用MEMS技术制备了集成Au膜的薄带GMI传感器,对不同尺寸(1μm和2.8μm)和不同浓度(1-100μg/ml)磁珠进行原位检测,检测结果发现薄带GMI传感器对1μm磁珠的检测极限为5μg/ml,而可以检测到1μg/ml的2.8μm磁珠。这为后面薄带GMI生物传感器检测C反应蛋白提供了基础。结合双抗夹心免疫分析,采用原位测量的方法,薄带GMI生物传感器实现了对心脏标识物C反应蛋白和肌红蛋白的定量检测,线性检测范围均为1-10 ng/ml,检测下限分别为1 ng/ml和0.5 ng/ml。其次,利用MEMS技术制备了封闭式的微流控部件,采用分离式检测方法,NiFe/Cu/NiFe叁层薄膜GMI传感器对C反应蛋白和肌红蛋白实现了超灵敏联合检测,检测下限分别为1 pg/ml和0.1 pg/m,检测上限分别为100 ng/ml和80 ng/ml。对两种标志物的定量检测分别在低浓度和高浓度范围内实现,C反应蛋白的线性检测区间为1 pg/ml-10 ng/ml和10-100 ng/ml,肌红蛋白的线性检测区间为0.1 pg/ml-1 ng/ml和1-80 ng/ml。GMI生物传感器可在30分钟内完成标识物的联合检测,具有时间短、灵敏度高的优点。极有可能将来应用于临床检测,目前已有将GMI生物传感器应用于临床的相关报道。(本文来源于《上海交通大学》期刊2016-04-01）
巨磁阻抗效应论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
基于钴基巨磁阻抗(Giant Magneto Impedance,GMI)效应的磁传感器因其灵敏度高、响应速度快、功耗低、体积小、激励方式简单等优点,在地质资源勘探、地磁导航定位、无损探伤检测等领域具有广阔的应用前景。利用叁个相互垂直的钴基GMI磁传感器,可对磁场大小和方向进行矢量测量。但对钴基GMI磁传感器进行叁维集成时,Z轴磁传感器的引入会增加集成器件的体积。本文针对该问题,提出一种基于钴基GMI效应的平面叁轴磁传感器,即利用集磁器将Z轴磁场引至XY平面,通过X轴或Y轴磁传感器对其进行测量。该方法避免了安装Z轴磁传感器,故不仅能减小叁轴钴基GMI磁传感器的体积,还可降低Z轴磁传感器的垂直安装误差。本文的主要研究内容如下:(1)制备和测试了单轴钴基GMI磁敏元件,钴基材料选用德国VAC公司生产的VITROVAC 6025Z钴基非晶薄带,该材料具有高磁导率、低矫顽力和近零磁致伸缩系数的优点。钴基非晶薄带长21mm、宽3mm、厚0.025mm,利用矢量网络分析仪对该单轴钴基GMI磁敏元件进行了测试,在激励电流频率为5MHz时,GMI效应达到51%。(2)设计了平面叁轴钴基GMI磁敏元件,器件结构从上至下为:环形集磁器、十字型钴基非晶薄带和正八边形平面偏置线圈。其中,偏置线圈在两侧钴基非晶薄带产生反向磁场,目的是提高GMI磁敏元件的线性范围和灵敏度;静磁学有限元分析结果表明,X(Y)轴和Z轴磁场在集磁器作用下,在两侧钴基非晶薄带会产生不同分布,相对于偏置磁场方向,引导后的X(Y)轴磁场呈反向分布,而引导后的Z轴磁场呈同向分布。这说明采用差分及求和方法可分别提取X(Y)轴及Z轴磁场信号,本文通过电磁学仿真分析和磁敏元件测试,均对该方法的可行性进行了证实。(3)设计了钴基GMI磁传感器驱动电路,主要模块包括:基于DDS的信号激励电路、基于Howland的V-I转换电路、前置放大电路、基于模拟乘法器的相敏检波电路、二阶巴特沃斯低通滤波电路和差分放大电路。对上述电路模块进行了理论分析和功能测试,结果表明模块功能正常、符合设计需求。(4)建立了平面叁轴GMI磁传感器测试系统,利用LabVIEW软件开发了GMI磁传感器V-H曲线自动测试平台,并对研制的平面叁轴钴基GMI磁传感器进行了性能测试,结果表明:X轴磁传感器的灵敏度为3.814 V/Oe、测量范围为-1.6 Oe~+1.6Oe、量程为3.2 Oe、线性度为1.096%,本底噪声为1.163 nT/√@1Hz;Z轴磁传感器的灵敏度为0.308 V/Oe、测量范围为-14 Oe~+14 Oe、量程为28 Oe、线性度为3.309%,本底噪声为14.396 nT/√@1Hz。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
巨磁阻抗效应论文参考文献
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