巨磁电阻效应及其应用数据处理Word格式.docx

1、-21.111502630.2406018.095573680.216-60-18.095573680.2145015.079644740.184-50-15.079644740.1824012.063715790.1489-40-12.063715790.1469309.0477868420.1118-30-9.0477868420.1105206.0318578950.0741-20-6.0318578950.0738103.0159289470.0389-10-3.0159289470.03870.00880.00850.02730.02910.05910.0610.09510.0966

2、0.13220.13310.16880.16910.2030.2040.2330.2520.2510.260以B为横坐标，输出电压U为纵坐标，作图得：误差分析：（1）在实验操作中，用恒流源调节励磁电流时距离要调到的值总会有部分偏差，其范围在正负0.2mA以内，反应在图像上就是最低处的输出都在y轴上，实际上应当是分别分布在y轴左右两侧的；（2）用恒流源调节励磁电流时，为保证调到需要调到的励磁电流的精确度，会有很小幅度的回调，可能因磁滞现象造成影响；（3）使用Excel表格处理数据的过程中可能会有精度损失；2. GMR的磁阻特性曲线的测量根据实验数据由公式B = 0nI算得的磁感应强度，由R=U/

3、I算得的电阻如下表所示： （磁阻两端电压U=4V）磁阻电流 I（mA）磁阻R（）1.9852015.113351.9822018.1634711.9792021.222841.9622038.7359841.9352067.1834631.9022103.0494221.8682141.3276231.8332182.2149481.7982224.6941051.7672263.7238261.7392300.1725131.7512284.4089091.782247.1910111.8132206.2879211.8482164.50216522123.1422511.9182085.5

4、057351.952051.2820511.972030.4568531.9812019.182231励磁电流 I1（mA）磁感应强度 B1.982020.202021.9722028.3975661.9582042.9009191.932072.538861.9012104.1557081.8632147.0746111.8322183.4061141.7682262.4434391.7592274.0193291.7882237.1364651.8212196.5952771.8552156.3342321.892116.4021161.9242079.0020791.9552046.03

5、58061.9712029.4266871.9832017.145739作图如下：（1）在实验操作中，用恒流源调节励磁电流时距离要调到的值总会有部分偏差，其范围在正负0.2mA以内，反应在图像上就是最高处的输出都在y轴上，实际上应当是分别分布在y轴左右两侧的；3. GMR开关（数字）传感器的磁电转换特性曲线测量高电平：1V， 低电平：-1V减小磁场增大磁场开关动作励磁电流/mA磁感应强度/G关13.34.011185516.14.855645605开-18.1-5.458831395-16.3-4.915964184（1）在实验操作中，用恒流源调节励磁电流时距离要调到的值总会有部分偏差，其范围

6、在正负0.2mA以内；4.用GMR传感器测量电流低磁偏置25mV励磁电流I（mA）输出电压U（mV）30024.9-3002120024.3-20021.723.622.32322.922.4适当磁偏置150mV149.6144.5149145.4148.1146.3147.3147.2148.2149.2150.1作图如下（1）操作中，设置低磁偏置和适当磁偏置时，由于输出电压对偏置磁铁的位置变动很灵敏，故初始磁偏置时的输出电压距离要求会有误差；（2）在实验操作中，用恒流源调节励磁电流时距离要调到的值总会有部分偏差，其范围在正负0.2mA以内；（3）用恒流源调节励磁电流时，为保证调到需要调到的

7、励磁电流的精确度，会有很小幅度的回调，可能因磁滞现象造成影响；（4）使用Excel表格处理数据的过程中可能会有精度损失；（5）测量适当磁偏置时，减小励磁电流时的初始电流300mA对应的输出电压偏离直线较多，可能由于操作原因，比如偏置磁铁的不稳定或触碰等。5.GMR梯度传感器的特性及应用起始角度/度6871747783868992转动角度/度36912151824输出电压/mV30.955.942.2-12.3-50.8-49.5-25.4-195981011041071101131162733363942454852.933.9-11.1-47.3-48.7-27.3-5.9（1）转动齿轮时，

8、由于每次转动的幅度很小，由于操作原因会有转动的角度误差存在；（2）转动齿轮后读数时，会有因读数造成的角度误差存在；6.通过实验了解磁记录与读出的原理 实验数据如下表所示：十进制数211二进制数1磁卡区域号457读出电平（V）1.9510.004（1）设置的二进制数据写入时，磁卡区域可能未严格对齐；GMR传感器在有关领域的应用实例：基于GMR传感器阵列的生物检测：GMR传感器比电子传感器更灵敏、可重复性强，具有更宽的工作温度、工作电压和抗机械冲击、震动的优异性能，而且GMR传感器的工作点也不会随时间推移而发生偏移。 GMR传感器的制备成本和检测成本低，对样本的需求量很小。由GMR传感器组成的阵列

9、，还可以结合现有的IC工艺，提高整体设备的集成度，进行多目标的检测。同时，对比传统的荧光检测法，磁性标记没有很强的环境噪声，标记本身不会逐渐消退，也不需要昂贵的光学扫描设备以及专业的操作人员。测量原理：GMR阵列传感器生物检测的基本模式用GMR阵列传感器进行生物检测，是以磁性颗粒为标记物，采用直接标记法或两步标记法，在施加一定方向的外加磁场的情况下，用磁敏传感器对磁性标记产生的寄生磁场进行检测，从而实现对生物目标定性定量分析。测量方法：以DNA检测为例，第一步将已知序列的DNA探针链结合在包埋了自旋阀传感器的芯片表面，加入用生物素标记的DNA目标链溶液，进行充分杂交；第二步，加入被抗生物素包裹的磁性颗粒，形成生物素一抗生物素共价键，从而选择性地捕获磁性标记。标记反应完成后，用外加梯度磁场将未参与标记的多余磁性颗粒分离，再施加激励磁场将磁标记（磁性颗粒）磁化，磁化的磁标记产生的寄生磁场引起传感器阻值的变化，从而导致反映生物反应的信号输出。