Luận văn thạc sĩ nghiên cứu chế tạo sensor đo từ trường thấp dạng cầu wheatstone dựa trên màng mỏng từ nife cấu trúc nano luận văn ths vật liệu và linh kiện nano

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.08 MB, 53 trang )

-1ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

NGUYỄN THỊ THÚY

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO SENSOR ĐO TỪ
TRƯỜNG THẤP DẠNG CẦU WHEATSTONE DỰA
TRÊN MÀNG MỎNG TỪ NiFe CẤU TRÚC NANO

LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LIỆU VÀ LINH KIỆN NANO

Hà Nội - 2012

z

-2-

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

NGUYỄN THỊ THÚY

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO SENSOR ĐO TỪ
TRƯỜNG THẤP DẠNG CẦU WHEATSTONE DỰA
TRÊN MÀNG MỎNG TỪ NiFe CẤU TRÚC NANO

Chuyên ngành: Vật liêụ và linh kiêṇ Nano
Mã số: Chuyên ngành đào tạo thí điểm

LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LIỆU VÀ LINH KIỆN NANO

Người hướng dẫn khoa học: TS. Trần Mậu Danh

Hà Nội - 2012
Section 1.01

z

-5-

MỤC LỤC
Trang phụ bìa
Lời cảm ơn
Lời cam đoan
Mục lục
Danh mục các bảng
Danh mục các đồ thị, hình vẽ
Mở đầu ...................................................................................................................... 10
Chương 1. Tổng quan ................................................................................................ 12
1.1
Hiệu ứng từ điện trở .................................................................................... 12
1.1.1 Hiệu ứng từ trở dị hướng AMR .............................................................. 12
1.1.2 Hiệu ứng Hall phẳng .............................................................................. 13
1.2
Nhiễu sensor ................................................................................................ 16
1.2.1 Nhiễu nhiệt ............................................................................................ 17
1.2.2 Dải tần nhiễu tương đương ..................................................................... 17
1.2.3 Nhiễu lượng tử ....................................................................................... 18
1.2.4 Nhiễu 1/f ................................................................................................ 18
1.2.5 Nhiễu Barkhausen .................................................................................. 18

1.3
Mạch cầu điện trở Wheatstone..................................................................... 19
1.4
Kết luận chương 1 ....................................................................................... 21
Chương 2. Các phương pháp thực nghiệm ................................................................. 22
2.1
Các thiết bị sử dụng trong luận văn.............................................................. 22
2.1.1 Thiết bị quay phủ ................................................................................... 22
2.1.2 Hệ quang khắc ....................................................................................... 23
2.1.3 Kính hiển vi quang học .......................................................................... 24
2.1.4 Buồng xử lý mẫu .................................................................................... 24
2.1.5 Thiết bị phún xạ ..................................................................................... 25
2.2
Các phương pháp khảo sát tính chất của sensor ........................................... 26
2.2.1 Khảo sát tính chất điện của sensor .......................................................... 26
2.2.2 Khảo sát tính chất từ của sensor ............................................................. 26
2.3
Kết luận chương 2 ....................................................................................... 27
Chương 3. Thực nghiệm và kết quả ........................................................................... 28
3.1
Quy trình chế tạo sensor .............................................................................. 28
3.1.1. Chế tạo các điện trở dạng cầu Wheatstone.............................................. 29
3.1.2. Chế tạo các điện cực .............................................................................. 32
3.2
Kết quả và thảo luận .................................................................................... 34
3.2.1 Kết quả khảo sát tính chất điện của sensor.............................................. 34
3.2.2 Sự phụ thuộc thế ra của sensor vào dòng điện một chiều ........................ 40
3.2.3 So sánh sensor có chiều dày màng của điện trở khác nhau ..................... 43
3.2.4 So sánh sensor có kích thước điện trở khác nhau .................................... 45
3.2.5 So sánh tính chất điện của sensor và màng Ni80Fe20 (1cm × 1cm) .......... 47

3.2.6 Khảo sát đáp ứng của sensor với từ trường trái đất ................................. 49

z

-6-

3.2.7 Kết quả khảo sát tính chất từ của màng Ni80Fe20 (1cm × 1cm) ................ 51
3.3
Kết luận chương 3 ....................................................................................... 52
Kết luận ..................................................................................................................... 53
Tài liệu tham khảo ..................................................................................................... 54

z

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

-7-

Danh mục các bảng
Bảng 3.1

Các thơng số trong q trình phủ chất cản quang AZ5214-E................26

Bảng 3.2

Thông số phún xạ khi tạo điện trở cấu trúc cầu......................................28

Bảng 3.3

Các thông số phún xạ điện cực................................................................29

Bảng 3.4

Một số thông số của sensor khi dịng cấp thay đổi..................................38

Bảng 3.5

Một số thơng số của sensor khi chiều dày màng NiFe thay đổi..............40

Bảng 3.6

Một số thông số của sensor có kích thước điện trở khác........................42

Bảng 3.7

Một số thông số của màng NiFe với chiều dày khác nhau.....................44

Bảng 3.8

Một số thông số khi khảo sát đường cong từ hóa của màng mỏng NiFe

với chiều dày thay đổi...................................................................................................48

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

z

Hình 1.7

Mạch điện trở dạng cầu Wheatstone…………………………………..12

Hình 2.1

Máy quay phủ Suss MicroTec và bảng điều khiển………………….18

Hình 2.2

Máy quang khắc MJB4………………………………………………...19

Hình 2.3

Buồng xử lý mẫu…………………………………………………….....21

Hình 2.4

Máy phún xạ catot ATC-2000FC………………………………………21

Hình 2.5

Sơ đồ bố trí thí nghiệm đo hiệu ứng từ điện trở của sensor…………....23

Hình 2.6

Sơ đồ khối hệ đo từ kế mẫu rung..........................................................23

Hình 3.1

Sơ đồ chung về quy trình chế tạo sensor.................................................25

Hình 3.2

Điện trở mạch cầu sau khi tráng rửa………………….........…………..28

Hình 3.3

Điện trở mạch cầu sau khi phún xạ và lift- off………………………...29

Hình 3.4

Ảnh chụp mask điện cực.........................................................................30

Hình 3.5

Sensor sau khi tráng rửa……………………………………………......31

Hình 3.6

Sensor sau khi phún xạ và lift –off……………………………….........32

Hình 3.7

Sơ đồ khảo sát tính chất điện của sensor……………………………....32

Hình 3.8

Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc thế ra của sensor vào từ trường

ngoài……......................................................................................................................34

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

z

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

-9-

Hình 3.9

Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc thế ra của sensor vào từ trường ngồi khi

góc giữa phương từ hóa của sensor và dịng điện thay đổi…………………………...34
Hình 3.10

Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc thế ra của sensor vào từ trường trong dải

tuyến tính……………………………………………………………………………...35
Hình 3.11

Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc thế ra điện trở thành phần của sensor vào

từ trường ngồi……………………………………………………………………......36
Hình 3.12

Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc thế ra của các sensor có chiều dày khác

nhau vào từ trường ngồi…………………………………………………………….37
Hình 3.13

Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc thế ra của các sensor có kích thước điện

trở nhỏ vào từ trường ngồi………………………………………………………….38
Hình 3.14

Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc thế ra của các sensor có kích thước điện

trở khác nhau vào từ trường ngồi…………………………………………………...38
Hình 3.15

Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc thế ra của màng NiFe có chiều dày khác

nhau vào từ trường ngồi…………………………………………………………….40
Hình 3.16

Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc tín hiệu đi và về của sensor vào góc định

hướng giữa trục của sensor và từ trường Trái đất……………….........……………....41
Hình 3.17

Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc tín hiệu của sensor vào góc quay định

hướng giữa trục của sensor và từ trường Trái đất trong cùng một mặt
phẳng…………...................................................................................................……..41
Hình 3.18
Trái

đất

Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc thế ra của sensor vào góc giữa từ trường
và

trục

sensor

trong

hai

mặt

phẳng

vng

góc

với

nhau...............................................................................................................................42
Hình 3.19

Đồ thị khảo sát tính chất từ của màng NiFe với chiều dày khác nhau theo

hai phương song song và vng góc.............................................................................43

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

z

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

-10-

Mở đầu
Trên thế giới có nhiều loại sensor khác nhau ứng dụng để đo và phát hiện từ
trường, trong đó chủ yếu là các sensor dựa trên hiệu ứng quang và từ như cảm biến
SQUID (giao thoa lượng tử siêu dẫn), sợi quang, bơm quang học, cảm biến dựa trên từ
điện trở dị hướng, Flux-Gate…được liệt kê trong bảng 1[12].
Bảng 1. Các loại sensor đo từ trường và dải đo của chúng

Ưu điểm của các sensor quang là đáp ứng nhanh, độ chính xác cao nhưng cơng
nghệ chế tạo phức tạp, dễ bị hỏng và bị ảnh hưởng bởi môi trường thời tiết [8]. Sensor
từ có nhiều ưu điểm như độ nhạy và độ chính xác cao, điều kiện làm việc ít bị ảnh
hưởng bởi mơi trường bên ngồi. Do đó, sensor từ được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực
của cuộc sống. Một trong những ứng dụng thỏa sơ khai là dị tìm phương hướng đi cho
các con tàu trong ngành hàng hải. Ngày nay, với kích thước nhỏ, độ nhạy cao, dễ
tương thích với các mạch điện tử, sensor từ được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh
vực như y sinh, quân sự, giao thông, la bàn hàng hải, cơng nghệ hàng khơng vũ trụ,
cảm biến đo dịng, cảm biến đo từ trường nhỏ… Phổ biến nhất trong sensor từ là các
sensor dựa trên hiệu ứng Hall phẳng, hiệu ứng cảm ứng điện từ và hiệu ứng từ điện
trở, trong đó sensor dựa trên hiệu ứng Hall phẳng và hiệu ứng từ điện trở là hai hướng
đang được triển khai nghiên cứu chế tạo tại phịng thí nghiệm micro - nano của trường
Đại học Công nghệ - ĐHQGHN.

Các sensor Hall phẳng (cấu trúc spin-valve Ta/NiFe/Cu/NiFe/IrMn/Ta và
Ta/NiFe/Cu/CoFe/IrMn/Ta) được chế tạo ở đây nhằm ứng dụng trong công nghệ sinh
học. Các sensor Hall phẳng này dựa trên hiệu ứng từ điện trở, hoạt động trong dải đo
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

z

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

-11-

từ 10-6 ÷ 102 Gauss (xem trên bảng 1). Tuy nhiên, cho đến nay, các sensor chế tạo
được tại phòng thí nghiệm mới chỉ đạt được ở mức phát hiện hạt từ có kích thước
micromét mà chưa tiếp cận được với vùng từ trường nhỏ cỡ từ trường trái đất và dưới
mức từ trường trái đất. Vì vậy, việc phát triển các sensor có thể làm việc trong vùng từ
trường này đang là một đề tài gây nhiều sự thu hút, chú ý. Do đó, mục tiêu của luận
văn là chế tạo được sensor đo được từ trường thấp, đặc biệt là từ trường trái đất tại
phịng thí nghiệm mirco - nano của trường Đại học Công nghệ với cấu hình đơn giản
nhất nhưng tỉ số tín hiệu/nhiễu và độ nhạy S cao.
Để đạt được mục tiêu này, chúng tôi đã chọn mạch cầu Wheatstone làm cấu
hình sensor vì mạch cầu là mạch ổn định nhiệt rất tốt, do đó có thể giảm tối đa ảnh
hưởng của nhiễu nhiệt nên tín hiệu và độ nhạy sensor sẽ lớn. Chúng tơi cũng chọn
Ni80Fe20 - một vật liệu từ mềm có HC < 10 Oe - làm vật liệu chế tạo sensor vì Ni80Fe20
rất thích hợp để chế tạo các sensor có độ nhạy cao và ổn định trong vùng từ trường
nhỏ. Vì vậy, ngồi khả năng đo được từ trường trái đất, chúng tơi hi vọng sensor chế
tạo ra có độ nhạy siêu cao S = 500 m/Oe (độ nhạy này lớn hơn rất nhiều so với độ
nhạy của các cảm biến đã chế tạo thành công S = 16 m/Oe). Đây là một hướng
nghiên cứu khoa học có sản phẩm cơng nghệ cụ thể, bao gồm một quy trình khép kín từ
cơng nghệ chế tạo vật liệu nanơ từ tính đến việc chế tạo linh kiện. Tính khả thi trong

việc ứng dụng của sản phẩm này cùng những nghiên cứu ứng dụng và phát triển các
nghiên cứu khác trong lĩnh vực y - sinh học, bảo vệ môi trường, khoa học kỹ thuật quân
sự, phương tiện giao thông… là một xu hướng ưu tiên của khoa học và công nghệ nanơ
trong vịng 20 năm đầu tiên của thế kỷ 21.
Ngồi phần mở đầu và kết luận, bố cục của luận văn gồm có các phần sau:
Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Các phương pháp thực nghiệm
Chương 3: Thực nghiệm và kết quả

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

z

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

-12-

Chương 1. Tổng quan
1.1

Hiệu ứng từ điện trở
Hiệu ứng từ điện trở (magnetoresistance - MR) là sự thay đổi điện trở của một

vật dẫn dưới tác động của từ trường, được xác định bằng công thức:
MR =  /ρ = [ρ(0)- ρ(H)]/ρ(0) = [R(0)-R(H)]/R(0)

(1.1)

trong đó: ρ(0), ρ(H), R(0), R(H) lần lượt là điện trở suất, điện trở của vật dẫn

khi khơng có từ trường ngồi và có từ trường ngồi đặt vào.
1.1.1 Hiệu ứng từ trở dị hướng AMR
Hiệu ứng từ điện trở dị hướng (AMR - Anisotropic magnetoresistance) xảy ra
trong các kim loại từ tính, đó là hiện tượng thay đổi điện trở dưới tác dụng của từ
trường do lực Lorentz tác dụng lên các hạt tải điện, sự thay đổi điện trở này sẽ phụ
thuộc vào góc giữa vecto từ độ và chiều dòng điện [1]. Bản chất vật lý của hiệu ứng
AMR là do tương tác spin-quỹ đạo dẫn tới sự tán xạ phụ thuộc spin của các điện tử
dẫn. Trong thực tế, các sensor từ trở dị hướng thường được chế tạo dưới dạng màng
mỏng sao cho trên màng tồn tại hai phương từ hóa: phương dễ và phương khó. Phương
dễ từ hố là phương mà sự từ hố đạt đến trạng thái bão hồ dễ dàng nhất (bão hồ ở
từ trường thấp). Phương khó từ hóa là phương mà sự từ hóa khó đạt đến trạng thái bão
hoà nhất (bão hoà ở từ trường cao) [2].

Hình 1.1. Sự thay đổi của điện trở suất do tác động của từ trường ngoài
Lý thuyết của hiệu ứng từ trở dị hướng AMR trong các màng mỏng bằng vật
liệu sắt từ rất phức tạp. Để đơn giản, đầu tiên ta giả định rằng, vector từ hoá trong
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

z

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

-13-

màng sắt từ ban đầu ở trạng thái bão hoà M S , khi có sự tác động của từ trường ngoài
sẽ làm thay đổi hướng của vector này. Thứ hai, ta xét hiệu ứng AMR ở hai khía cạnh
đơn giản, đó là mối quan hệ giữa điện trở và hướng của vector từ độ (vector từ hoá), và
mối quan hệ giữa hướng của vector từ độ và từ trường ngồi.
Điện trở R của màng mỏng có thể xác định thơng qua góc θ - góc giữa vector

cường độ dịng điện và vector từ độ:
l
l
 
cos   R0, p  R cos 2 
bd
bd
R
cos(2 )  1  R0, p  R  R cos(2 )

2
2
2

R( )   0, n
 R0 , p

(1.2)

Trong đó:
 0,n và  là hằng số của vật liệu
l là độ dài của màng mỏng

b là độ rộng của màng mỏng
d là độ dày của màng mỏng
R0, p là điện trở khi vector từ độ vng góc với trục dễ từ hóa
R là độ thay đổi điện trở lớn nhất bởi sự tác động của từ trường ngồi

Từ (1.2) ta có đồ thị biễu diễn sự phụ thuộc của R vào  như hình 1.2.

Hình 1.2. Giá trị điện trở thay đổi phụ thuộc và góc giữa dịng điện
chạy qua và hướng của vector từ hoá
1.1.2 Hiệu ứng Hall phẳng
Bản chất của hiệu ứng Hall phẳng (Planar Hall effect) cũng tương tự như hiệu
ứng AMR đó là tín hiệu lối ra phụ thuộc vào góc giữa từ độ và dịng qua cảm biến.
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

z

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

-14-

Dựa vào sự tán xạ của điện tử theo phương từ độ của lớp sắt từ, khi cho dòng điện I
chạy qua cảm biến theo hướng x, thì điện tử sẽ bị tán xạ theo hướng của từ độ M tạo ra
điện trường E theo hướng của từ độ M. Điện trường E này tạo ra hiệu điện thế V theo
hướng y vng góc với dịng điện (hình 1.3).
x
y

I
H
M

VH

Hình 1.3. Mơ hình hiệu ứng Hall phẳng
Ở đây ta cần chú ý đến sự khác nhau cơ bản giữa hiệu ứng Hall thường, hiệu
ứng Hall dị hướng và hiệu ứng Hall phẳng. Nếu trong hiệu ứng Hall thường và dị

thường từ trường ngồi vng góc với mặt phẳng mẫu thì trong hiệu ứng Hall phẳng
từ trường ngoài phải đặt song song với mặt phẳng mẫu (hình 1.4).

Hình 1.4. Sơ đồ minh họa sự khác nhau giữa hiệu ứng Hall thường
và hiệu ứng Hall phẳng
Sở dĩ có sự khác nhau như vậy là do trong hiệu ứng Hall thường, thế Hall xuất
hiện do lực Lorentz của từ trường ngoài tác dụng nên các hạt mang điện, cịn trong
hiệu ứng Hall phẳng nó lại phụ thuộc vào góc giữa từ độ của mẫu và chiều dịng điện.
Về bản chất đây chính là đặc thù của hiệu ứng từ trở dị hướng AMR.

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

z

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

-15-

M



Vy 

1

IR sin 2

2

I
Thế Hall
phẳng

V ( ) 

V
2



V

cos( 2 )

Thế AMR

2

Hình 1.5. Mơ hình minh họa mối liên hệ giữa thế Hall phẳng và thế ARM
Hiệu ứng Hall phẳng được tìm thấy trong vật liệu từ khi điện trở của vật liệu
phụ thuộc vào góc giữa phương của dịng điện I và từ độ của mẫu M. Dưới tác dụng
của dịng Ix đặt theo phương x, nếu từ trường ngồi H hợp với dịng điện Ix một góc θ
thì véctơ từ độ của mẫu M nằm trong mặt phẳng của cảm biến sẽ lệch một góc θ so với
phương của dịng điện Ix, khi đó sẽ có thế ra Vy xuất hiện theo phương vng góc với
dịng điện Ix [3]:
Vy = Ix Rsinθcosθ

(1.3)

Với R = (// - )/t, // và  lần lượt là điện trở suất của mẫu đo theo phương
song song và vng góc với phương từ hóa, t là chiều dày tổng cộng của màng.

Hình 1.4. Mơ hình cảm biến Hall phẳng trong cấu trúc Spin valve
Để nghiên cứu về hiệu ứng Hall phẳng trong các cảm biến Hall, người ta
thường sử dụng mơ hình Stonner Wohlfarth. Theo đó, với cấu trúc spin - valve, kích
thước mỡi lớp là kić h thước đơn đômen của Stonner – Wohlfarth. Dưới tác dụng của từ

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

z

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

-16-

trường ngoài H, năng lượng từ trên một đơn vị diện tích của lớp sắ t từ t ự do được cho
bởi công thức:
E = - Hex Ms tp cos(β – θp) + Kup tp sin2θp
- Msp tp H cos(α – θp) + Kuf tf sin2θf
- Msf tf H cos(α - θf) – Jcos(θf - θp)

(1.4)

Trong đó: E là năng lượng từ trên một đơn vị diện tích của lớp sắt từ tự do; H là
cường độ từ trường ngoài tác dụng lên mẫu; tf và tp là độ dày lớp sắt từ tự do và lớp sắt
từ bị ghim; θf, θp là góc giữa từ độ của lớp sắt từ tự do và lớp sắt từ bị ghim đối với
phương trục dễ của lớp sắt từ tự do; Msf, Msp lần lượt là từ độ bão hòa của lớp sắ t từ tự

do và lớp sắt từ bị ghim; Kuf và Kup là hằng số dị hướng từ hiệu dụng của lớp sắt từ tự
do và lớp sắt từ bị ghim; Hex là từ trường ghim (trường trao đổ i dich
̣ đươ ̣c sinh ra do
tương tác giữa lớp phản sắ t từ v ới lớp sắt từ b ị ghim); J là hệ số liên kết bề mă ̣t gi ữa
lớp sắt từ bị ghim và lớp s ắt từ tự do; α là góc giữa từ trường ngồi với trục t ừ hóa dễ
của lớp bị ghim; β là góc giữa từ trường trao đổi dịch với trục dễ của lớp bi ̣ghim.
Thế ra Hall phẳng được viết lại như sau:
1
2

((0(0)(0i( V y  IR sin 2  IR

H
d()
H K  H ex

(1.5)

Nếu tương tác trao đổi giữa lớp sắt từ bị ghim và lớp phản sắt từ đủ mạnh, góc
giữa từ độ và trục từ hóa dễ của lớp sắt từ bị ghim được cố định ở vùng từ trường thấp
thì θp tiến tới 0.
Khi góc θ nhỏ, cos θ ≈ 1, đáp ứng thế lối ra Hall phẳng gần như là một đường
tuyến tính theo từ trường ngồi nên độ nhạy của sensor được tính theo cơng thức [3]:
S

1.2

Vy
IH



R
H K  H ex

(1.6)

Nhiễu sensor
Tín hiệu lối ra của sensor luôn bị tác động bởi các nhân tố của mơi trường bên

ngồi như nhiệt độ, tần số..., những ảnh hưởng này gọi chung là nhiễu. Nhiễu là sự
thay đổi ngẫu nhiên tín hiệu lối ra của sensor khi giá trị đo bằng 0. Một thông số quan
trọng để đánh giá các sensor là tỷ số tín hiệu trên nhiễu (signal/noise).

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

z

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

-17-

Việc đánh giá nhiễu dựa trên 3 loại chủ yếu là nhiễu tần số 1/f, nhiễu nhiệt và
nhiễu lượng tử, được xác định bởi [11]:

(1.7)
Với ΔVy là biên độ nhiễu, Δf là dải thông tần số, nc là số hạt tải mang điện, f tần
số đo, kB là hằng số Boltzmann, T là nhiệt độ của mẫu, L là chiều dài của mẫu, e là
điện tích cơ bản.

Ở vùng tần số thấp (f <300Hz), nhiễu chủ yếu là nhiễu tần số 1/f, ở tần số cao
(trên 1kHz) nhiễu chủ yếu là nhiễu nhiệt.
1.2.1 Nhiễu nhiệt
Nhiễu nhiệt là thành phần nhiễu sinh ra do các thành phần điện trở. Trong dải
tần số Δf , độ lớn của nhiễu nhiệt được tính theo cơng thức (1.10):

(1.8)
Trong đó
+ T là nhiệt độ tuyệt đối (K)
+ RDC là điện trở của sensor (trong dòng DC )
+ Δf dải tần số của phép đo
+ kB là hằng số Boltzmann.
Nhiễu nhiệt có trong tất cả các loại sensor (còn gọi là nhiễu Johnson), phụ thuộc
vào thành phần cấu tạo của điện trở. Trong một vài trường hợp, nó thể hiện dưới dạng
nhiễu dịng nguồn phát của cường độ [11-18]:
It2 = 4kBT Δf /R

(1.9)

1.2.2 Dải tần nhiễu tương đương
Dải thông tiếng ồn là dải thông voltage-gain-squared của hệ thống hay mạch.
Đối với bất kỳ hàm chuyển đổi mạng nào, A(f), có 1 dải tần nhiễu tương đương với
biên độ truyền không đổi A0 và dải tần:

(1.10)
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

z

Nhiễu Barkhausen bắt nguồn từ các hiệu ứng Barkhausen. Nhiễu Barkhausen là
hiện tượng điện tích biến đổi không liên tục trong mật độ từ thông ở các vật liệu sắt từ
khi từ trường thay đổi liên tục. Nguồn phát Barkhausen bị ảnh hưởng lớn bởi sự thay
đổi cấu trúc vi mô của vật liệu từ và ứng suất. Gần đây, nhiễu Barkhausen được biết
đến như hiệu ứng phụ thuộc vào điện thế bên trong bởi các vách domain từ khi chúng
di chuyển qua vật liệu [15].
Từ công thức (1.10), ta thấy, nếu điện trở của sensor cực đại thì nhiễu đạt cực
đại. Ở tần số thấp, nguồn nhiễu chủ yếu là nhiễu 1/f (do từ trường gây ra nhiễu từ)
được biểu diễn bởi công thức:
V21/f = (γ/Nc) R2I2(1/f) ∆f

(1.13)

Trong đó γ là hằng số hiện tượng thuận từ (hằng số Hooge), Nc là số hạt tải gây
nhiễu trong sensor, I là dòng điện qua sensor và f là tần số đo. Để đạt được tỷ số SNR
lớn nhất có thể, sensor phải hoạt động phía trên 1/f trong chế độ nhiễu nhiệt, thường
xảy ra ở tần số vài trăm kHz đối với van-spin, nhưng trên 100 MHz đối với tiếp xúc
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

z

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

-19-

xuyên ngầm. Các phép đo ở tần số cao về mặt cơ bản có thể được sử dụng để nhận biết
hạt từ có kích thước nhỏ được gắn vào từng đơn phân tử sinh học, cung cấp độ nhạy
sinh học cực đại cho sensor.
1.3

Mạch cầu điện trở Wheatstone

Hình 1.7. Mạch điện trở dạng cầu Wheatstone
Mạch cầu điện trở Wheatstone được mô tả lần đầu vào năm 1833 bởi Samuel
Hunter Christie (1784-1865). Tuy nhiên sau đó Sir Charles Wheatstone đã đưa mạch
này vào ứng dụng trong thực tế nên mạch này có tên là mạch cầu Wheatstone. Cho đến
ngày nay, sử dụng mạch cầu Wheatstone vẫn là phương pháp hiệu nghiệm chính xác
khi đo lường giá trị thay đổi của trở kháng [7].
Cấu trúc một mạch cầu Wheatstone cơ bản gồm có bốn điện trở R1, R2, R3, R4
được mắc song song với nhau. Một điện kế G có độ nhạy cao được dùng để đo thế ra
của mạch. Giả sử ta cấp một điện thế Vin vào trong mạch, khi đó ta có:

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

z

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

-20-

(1.14)

Từ biểu thức (1.14), khi cung cấp một hiệu điện thế khác không vào mạch, nếu
R1/R2 = R4/R3 (R1R3 = R2R4) thì số chỉ điện kế G bằng 0, mạch cầu cân bằng. Nếu
một điện trở bất kì trong mạch cầu điện trở thay đổi thì R1/R2  R4/R3 (R1R3 
R2R4), do đó số chỉ điện kế G khác 0, mạch cầu không cân bằng.
Một đặc điểm nổi bật và quan trọng của mạch cầu Wheatstone đó là có thể đo
được sự thay đổi của trở kháng với sự thay đổi điện trở khơng q 10% và có thể tự bù

trừ được nhiệt độ [6]:
Vg = Vin/4 (ΔR1/ R1 - ΔR2/R2 + ΔR3/R3 - ΔR4/ R4)

(1.15)

Từ công thức ta thấy sự thay đổi điện trở của hai nhánh liền kề trong mạch cầu
tự triệt tiêu nhau nên mạch cầu có thể dùng làm mạch ổn định nhiệt độ và chế tạo các
thiết kế đặc biệt khác [6].
Mạch cầu Wheatstone được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực của đời sống đặc
biệt là trong các mạch điện tử như: dùng để đo trở kháng, điện cảm, điện dung trong
mạch AC. Trong một số bộ điều khiển động cơ, mạch cầu Heaviside (một dạng khác
của mạch cầu Wheatstone) được sử dụng để điều khiển hướng quay của động cơ [4].
Một ứng dụng rất phổ biến trong ngành công nghiệp là để giám sát các thiết bị cảm
biến, chẳng hạn như đồng hồ đo dịng. Ngồi ra, mạch cầu cịn được ứng dụng để xác
định chính xác vị trí phá vỡ một đường dây điện. Phương pháp này nhanh và chính
xác, khơng địi hỏi công nghệ hỗ trợ cao [7].
Với ưu điểm nổi trội là khả năng tự bù trừ nhiệt, chúng tôi đã chọn mạch cầu
Wheatstone làm cấu hình sensor để giảm tối đa ảnh hưởng của môi trường, đặc biệt là
nhiễu nhiệt, do đó tỉ số tín hiệu/nhiễu (signal/noise) sẽ lớn. Trong thiết kế sensor dạng
cầu Wheatstone, chúng tôi chọn giá trị bốn điện trở bằng nhau R1 = R2 = R3 = R4.
Chúng tôi chọn Ni80Fe20 làm vật liệu chế tạo các điện trở vì Ni80Fe20 là một vật liệu từ
mềm (HC ˂ 10 Oe), rất thích hợp để chế tạo các sensor có độ nhạy cao và ổn định trong
vùng từ trường nhỏ. Sensor mạch cầu Wheatstone được tạo ra bằng cơng nghệ quang
khắc và phún xạ. Vì các điện trở trong mạch cầu làm từ vật liệu từ NiFe nên khi đặt
sensor trong từ trường, trở kháng của các điện trở sẽ thay đổi không giống nhau do
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

z

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

-21-

phương từ hóa của các điện trở trong mạch được chế tạo khác nhau. Vì vậy, khi chưa
tác dụng từ trường thì mạch cầu cân bằng, nhưng khi chịu tác dụng của từ trường thì
mạch cầu khơng cịn cân bằng nữa. Khi đó ta sẽ đo được tín hiệu lối ra của sensor.
1.4

Kết luận chương 1
Trong chương 1, chúng tôi đã trình bày các hiệu ứng từ điện trở, hiệu ứng Hall

phẳng, các loại nhiễu sensor và sensor dạng cầu Wheatstone. Ở chương này, chúng tôi
đã nghiên cứu lý thuyết của hiệu ứng từ điện trở và chọn hiệu ứng này làm cơ sở chế
tạo sensor. Qua nghiên cứu về một số loại nhiễu thì sensor nào cũng bị ảnh hưởng bởi
nhiễu nhiệt, do đó chúng tơi đã lựa chọn mạch cầu Wheatstone làm cấu hình sensor để
giảm nhiễu nhiệt.

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

z

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

-22-

Chương 2. Các phương pháp thực nghiệm
2.1

Các thiết bị sử dụng trong luận văn

2.1.1 Thiết bị quay phủ
Khi thực hiện q trình quay phủ chất cản quang, chúng tơi sử dụng thiết bị
quay phủ Suss MicroTec. Chất cản quang được sử dụng là AZ5214-E.

Hình 2.1. Thiết bị quay phủ Suss MicroTec và bảng điều khiển
Thiết bị quay phủ gồm 3 bộ phận chính: buồng quay phủ, bơm hút chân khơng
và bảng điều khiển.
Trong buồng quay phủ có một trục quay thẳng đứng, trên đầu trục là một lỗ nhỏ
dùng để hút chân khơng giữ mẫu. Buồng có nắp đậy ở trên để ngăn chặn bụi rơi vào
mẫu khi quay phủ và giữ an toàn cho người sử dụng khi mẫu được quay với tốc độ
cao. Hệ thống chống rung giúp máy vận hành êm, giảm thiểu hạt sinh ra trong quá
trình quay phủ.
Bảng điều khiển cho ta tùy chỉnh các thơng số:
STEP: Số bước trong một chu trình quay phủ (v/p)
RPM: Tốc độ quay phủ trong mỗi bước
: Số lần gia tốc trong mỗi bước
TIME: Thời gian thực hiện mỗi bước (s)
Bơm hút chân khơng có tác dụng hút chân để giữ mẫu khỏi bị văng ra ngoài khi
quay phủ thông qua một lỗ nhỏ.

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

z

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

-23-

2.1.2 Hệ quang khắc
Khi chế tạo sensor chúng tôi sử dụng máy quang khắc MJB4 (Suss microtech).
MJB4 có thể tạo ra những vi linh kiện có độ chính xác cao. Máy được trang bị cấu
hình quang học cao, có thể thực hiện quang khắc với nhiều bước sóng khác nhau.
Cường độ chiếu cực đại khoảng 80 mw/cm2, độ phân giải tối đa là 0,5 µm.

Hình 2.2. Thiết bị quang khắc MJB4
Các chế độ làm việc của Hệ quang khắc MJB4:
- Tiếp xúc xa (Soft Contact): Chế độ tiếp xúc xa có thể đạt được độ phân giải
2,0 µm. Độ phân giải cuối cùng phụ thuộc chủ yếu vào quy trình kỹ thuật như phạm vi
quang phổ, khoảng cách giữa mặt nạ và tấm nền…
- Tiếp xúc gần (Hard Contact): Ở chế độ này, khoảng cách giữa mẫu và mặt nạ
được rút ngắn hơn nhờ một hệ thống đẩy bằng khí nitơ ở dưới mẫu. Độ phân giải có
thể đạt được đến 1µm.
- Tiếp xúc chân khơng (Vacuum Contact): Chế độ này giúp đạt được độ phân
giải cao hơn tiếp xúc xa và gần vì khoảng cách giữa mặt nạ và mẫu tiếp tục được giảm.
Để đạt được độ phân giải cao nhất thì độ dày lớp cảm quang phủ trên mẫu cũng cần
được tối ưu hóa.
- Tiếp xúc chân khơng thấp (Low Vacuum Contact): Đối với các mẫu dễ vỡ ta
có thể quang khắc bằng chế độ chân khơng thấp. Tiếp xúc chân không thấp giúp giảm
tác động đến mẫu hơn tiếp xúc chân không thường, đồng thời cho độ phân giải cao
hơn tiếp xúc xa và gần…
Độ phân giải phụ thuộc vào nhiều yếu tố như kích cỡ tấm nền, độ phẳng, chất
lượng của màng cảm quang phủ trên đế, điều kiện phòng sạch,...

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

z

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

-24-

2.1.3 Kính hiển vi quang học
Kính hiểu vi quang học dùng để quan sát các vật thể có kích thước nhỏ mà mắt
thường không thể quan sát được bằng cách tạo ra hình ảnh phóng đại của vật thể đó.
Về ngun lý, kính hiển vi quang học có thể tạo độ phóng đại lớn tới vài ngàn
lần, nhưng độ phân giải của các kính hiển vi quang học truyền thống bị giới hạn bởi
hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng và cho bởi:

d


2 NA

(2.1)

Trong đó: λ là bước sóng ánh sáng, NA là thông số khẩu độ.
Trong luận văn này, chúng tơi dùng kính hiển vi quang học M1 (carl Zeiss) với
độ phóng đại tối đa là 1000 lần được đặt trong phịng sạch tại phịng thí nghiệm micro
– nano của trường Đại học Công nghệ. Sau khi quang khắc và tráng rửa mẫu, kính
hiển vi là phương tiện hữu hiệu để kiểm tra và đánh giá mức độ thành công của quá
trình quang khắc.
2.1.4 Buồng xử lý mẫu

Hình 2.3. Buồng xử lý mẫu
Các thao tác làm sạch, sấy khô, tráng rửa mẫu đều được thực hiện trong buồng
xử lý mẫu. Buồng xử lý mẫu bao gồm bếp nung, súng xì khơ, các hóa chất tẩy rửa như

cồn, axeton, nước DI, dung dịch developer AZ300MIF. Axeton có tác dụng làm sạch
đế silic trước khi chế tạo sensor và làm bong phần màng có phủ photoresist. Cồn có
tác dụng làm rửa trơi axeton cịn dính trên đế. Nước DI làm sạch lượng cồn bám trên
đế silic. Dung dịch developer có tác dụng làm cho phần cần tạo quang khắc hiện hình
trên lớp cản quang.
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

z

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

-25-

Bếp nung (hotplate) dùng để sấy khô mẫu ở các nhiệt độ khác nhau và đóng
rắn lớp cản quang trước và sau khi quang khắc. Các thơng số có thể tùy chỉnh gồm
nhiệt độ cần đặt, tốc độ gia nhiệt. Yêu cầu đối với hotplate trong quá trình nung mẫu là
nhiệt độ luôn luôn phải giữ ổn định cho phép sai số ± 10C trong quá trình nung mẫu đã
phủ màng cản quang [4].
2.1.5 Thiết bị phún xạ

Hình 2.4. Thiết bị phún xạ catot ATC-2000FC
Quá trình phún xạ màng được thực hiện bằng thiết bị phún xạ catot ATC2000FC. Thiết bị phún xạ gồm các bộ phận chính là: buồng phún xạ, bảng điều khiển,
hệ thống van bơm, hút chân không.
Hệ thống bơm chân không gồm hai bơm chân không kết nối với nhau là bơm
Turbo phân tử và bơm cơ học thơng qua các valve. Các valve này có thể đóng mở tự
động nhờ vào việc điều khiển các dịng khí nén. Bơm Turbo có thể tạo chân khơng cao
10-8 đến 10-9 Torr, tốc độ đạt được chân không nhanh và không làm nhiễm bẩn buồng
chân không do không dùng cơ chế đốt nóng bằng dầu như bơm khuếch tán.
Hệ thống phún xạ catot có hai buồng chân khơng được kết nối với nhau thông

qua một vách ngăn là buồng chính và buồng phụ. Mẫu được đưa vào buồng phụ trước,
sau đó mới đưa vào buồng chính.
Bia là các tấm vật liệu (Cu, Fe, Ta, FePt, IrMn, FeCo, NiFe…) hình trịn dày
3mm đường kính 2 inch. Mỗi bia được đặt trên một nguồn phún xạ, các bia vật liệu từ
được đặt trên các nguồn RF, còn các bia vật liệu phi từ được đặt trên các nguồn DC.

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

z

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

-26-

2.2

Các phương pháp khảo sát tính chất của sensor

2.2.1 Khảo sát tính chất điện của sensor
Để khảo sát tính chất điện của sensor, chúng tôi tiến hành đo hiệu ứng từ điện
trở trên sensor. Sơ đồ bố trí hệ đo được minh họa trên hình 2.5. Dịng điện khơng đổi
được cấp bởi một nguồn dòng một chiều Dual DC Power Supply P3030D và thế lối ra
được đo bằng máy đo Keithley 2000.
Trong quá trình tiến hành đo, sensor được đặt trong từ trường một chiều được
tạo ra bởi một nam châm điện. Cường độ từ trường được đo bằng máy đo từ trường
Gaussmeter. Các thiết bị hiển thị từ trường và thế ra của cảm biến đều được ghép nối
với máy tính cho phép ghi nhận số liệu một cách chính xác và đầy đủ.

Hình 2.5. Sơ đồ thí nghiệm đo hiệu ứng từ điện trở

2.2.2 Khảo sát tính chất từ của sensor

Hình 2.6. Sơ đồ khối hệ đo từ kế mẫu rung

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

z

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

-27-

Mục đích của việc đo từ kế mẫu rung (VSM) là khảo sát sự phụ thuộc từ độ của
mẫu vào từ trường ngoài (M phụ thuộc vào H), xác định đường cong từ trễ, sự phụ
thuộc của từ độ vào nhiệt độ, nhiệt chuyển pha sắt từ - thuận từ TC, nhiệt chuyển pha
sắt từ-siêu thuận từ (nhiệt độ Blocking TB)...
Nguyên lý hoạt động của từ kế mẫu rung dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ
trong đó sự thay đổi từ thơng của mẫu chuyển thành tín hiệu điện. Bằng cách thay đổi
vị trí tương đối của mẫu có mô men từ M với cuộn dây thu, từ thông qua tiết diện
ngang của cuộn dây sẽ thay đổi theo thời gian làm xuất hiện trong nó một suất điện
động cảm ứng. Các tín hiệu đo được (tỷ lệ với M) sẽ được chuyển sang giá trị của đại
lượng từ cần đo bằng một hệ số chuẩn của hệ đo. Để thực hiện được phép đo này, mẫu
được rung với tần số xác định trong vùng từ trường đồng nhất của một nam châm điện.
Từ trường này sẽ từ hoá mẫu và khi mẫu rung sẽ tạo ra hiệu điện thế cảm ứng trên
cuộn dây thu tín hiệu. Tín hiệu được thu nhận, khuyếch đại rồi được xử lý trên máy
tính và cho ta biết giá trị từ độ của mẫu.
2.3

Kết luận chương 2

Trong chương 2, chúng tơi đã trình bày các thiết bị và hóa chất dùng để chế tạo

sensor là thiết bị quay phủ chất cản quang, hệ quang khắc, kính hiển vi, thiết bị phún
xạ, các hóa chất như cồn, axeton, chất cản quang, dung dịch developer... Chúng tơi
cũng đã trình bày phương pháp đo hiệu ứng từ điện trở và phương pháp đo từ kế mẫu
rung để khảo sát tính chất điện và từ của sensor.

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

z

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu chế tạo sensor đo từ trường thấp dạng cầu wheatstone dựa trên màng mỏng từ nife cấu trúc nano luận văn ths vật liệu và linh kiện nano

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về