磁各向异性的测量

各向异性磁阻实验报告
《各向异性磁阻实验报告》
在这个科技飞速发展的时代，磁性材料的研究和应用变得愈发重要。

各向异性
磁阻作为一种新型磁性材料，具有许多独特的特性，因此受到了广泛关注。

为
了更深入地了解各向异性磁阻的性能和特点，我们进行了一系列实验，并撰写
了本报告。

实验一：各向异性磁阻的磁化曲线测量
我们首先对各向异性磁阻样品进行了磁化曲线测量。

通过施加外加磁场，我们
观察到了各向异性磁阻样品的磁化过程，并得到了相应的磁化曲线。

实验结果
表明，各向异性磁阻样品在外加磁场作用下呈现出明显的磁化特性，具有较高
的矫顽力和饱和磁感应强度。

实验二：各向异性磁阻的磁阻率测量
接着，我们对各向异性磁阻样品进行了磁阻率测量。

实验结果显示，各向异性
磁阻样品在不同方向上的磁阻率存在显著差异，表现出明显的各向异性特点。

这一特性使得各向异性磁阻在磁传感器和磁存储器等领域具有广泛的应用前景。

实验三：各向异性磁阻的磁滞回线测量
最后，我们进行了各向异性磁阻样品的磁滞回线测量。

实验结果表明，各向异
性磁阻样品的磁滞回线呈现出非常规的形状，具有明显的非线性特性。

这一特
点为各向异性磁阻在磁存储器和磁传感器等领域的应用提供了新的可能性。

通过以上实验，我们对各向异性磁阻的性能和特点有了更深入的了解。

各向异
性磁阻作为一种新型磁性材料，具有许多独特的特性，因此在磁存储器、磁传
感器和磁电子器件等领域具有广泛的应用前景。

我们相信，随着对各向异性磁
阻的研究不断深入，其在各种领域的应用将会得到进一步拓展和发展。

各向异性磁电阻的测量摘要：本文记述了各向异性磁电阻测量实验的基本原理、操作内容。

计算了材料的AMR 值，简单探讨了温度对于磁电阻的影响，并对实验改进提出一些看法。

关键词：磁电阻 A M R 热效应一，磁电阻测量基本介绍1.1实验原理材料的磁电阻和其在磁场中的磁化方向有关，即磁阻值是其磁化方向与电流方向之间夹角的函数。

外加磁场方向与电流方向的夹角不同，饱和磁化时电阻率不一样，通常取外磁场方向与电流方向平行和垂直两种情况测量AMR 。

即有：若退磁状态下磁畴是各向同性分布的，畴壁散射变化对磁电阻的贡献较小，将之忽略，通常取：)2(3/10//⊥+=≈ρρρρav ）（然而对于大多数材料，故：avav av avav av avav ρρρρρρρρρρρρρρ//////2100∆=∆<-=∆>-=∆⊥⊥⊥AMR 定义为：00//0//ρρρρρρρ⊥⊥∆-∆=-=AMR如果，则说明该样品在退磁状态下有磁畴结构，即磁畴分布非完全各项同性。

图（1）是曾用作磁盘读出磁头和磁场传感器材料的Ni 81Fe 19的磁电阻曲线，很明显 ρ∥>ρ（０），ρ⊥<ρ（０），各向异性明显。

图中的双峰是材料的磁滞引起的。

图2是一些铁磁金属与合金薄膜的各向异性磁电阻曲线。

1.2实验仪器亥姆霍兹线圈、大功率恒流电源、大功率扫描电源、精密恒流源、数字万用表二，实验数据记录与处理：2.1，分别算出垂直与平行条件下各电流对应的磁电阻，并分别作出图像 如图1、2所示：图1图22.2，图像分析与AMR 计算a ，如图中显示，利用得到的数据，考虑到科学计数的有效位数，对应较小电流值都为2位有效数字，所以分别得到垂直与平行下的均值：0ρ⊥= 0.89Ω，0ρ = 0.90Ωb ，如图看到，磁电阻曲线并非闭合，在6.00mA - -6.00mA -6.00mA 电流变化后，垂直和平行状态下磁电阻在6.00mA 是电阻分别是：0.873，0.8770.925，0.930 （单位：Ω，保留三位有效数字） 这里我们明显的看到温度对于磁电阻的影响； 也可以也测：磁电阻随温度的升高而升高。

磁电阻测量091120***本文阐述了各向异性磁电阻的实验原理及测量方法，分别测量了电流方向与磁场方向平行和垂直两种情况下电阻虽磁场的变化，最后对本实验进行了讨论。

关键字:各向异性磁电阻，AMR曲线，四探针样品夹具，磁电阻的测量。

引言:一般所谓磁电阻是指在一定磁场下材料电阻率改变的现象。

通常将磁场引起的电阻率变化写成（H）- p（0），其中P （H）和P（0）分别表示在磁场H中和无磁场时的电阻率。

磁电阻的大小常表示为:绝大多数非磁性导体的MR很小，约为10-5%，磁性导体的MR最大约为3%〜5%,且电阻率的变化与磁场方向与导体中电流方向的夹角有关，即具有各向异性，称之为各向异性磁电阻（AMR）。

1988年，在分子束外延制备的Fe/Cr多层膜中发现MR可达50%。

并且在薄膜平面上，磁电阻是各向同性的。

人们把这称之为巨磁电阻（GMR ），90年代，人们又在Fe/Cu、Fe/Al、Fe/Ag、Fe/Au、Co/Cu、Co/Ag和Co/Au等纳米多层膜中观察到了显著的巨磁电阻效应。

1992年人们又发现在非互溶合金（如Fe、Co与Cu、Ag、Au等在平衡态不能形成合金）颗粒膜如Co-Ag、Co-Cu中存在巨磁电阻效应，在液氮温度可达55%，室温可达到20%，并且有各向同性的特点。

图12.1-1为早期报道的Co-Cu颗粒膜磁电阻曲线。

电2|十"3 <.-i I[11/(• i引国也E o. pj 忙齡产 At tr.ipt ”[J 吐理iti iri ( . -1 , *a*"哺吃婶構卜彊n iR«7 I.一 _- '■- Lljt ：||hUI hl ' b :I n.j ! \ he .\1! I I E :\ "陽石硝:「•胡* 醪[|卜環1944年，人们又发现Fe/AI2O3/Fe 隧道结在4.2K 的MR 为30%，室温达18%，见图12.1-2。

施加偏场H
,畴壁移动
b
施加面内场H，磁畴转动
磁化方向垂直于原子排成的直线，邻近原子的电子运动区
偏光显微镜
偏光
显微镜
直流稳压
直流偏场
电磁铁
直流偏磁场H b ＝0b 升高至磁畴全部消失
直流偏磁场H 升高降低至0，回到迷宫畴
面内场H＝0
面内场H升高
升高至磁畴全部消失
降低至0，黑白泡畴共存
升高至磁畴全部消失面内场H＝0
面内场H升高
降低至0，平行条畴
in
偏光显微镜
切泡场H
B
=(H
N
-0.32)kA/m
= (H
N -0.02)A
直流偏磁
b 直流偏磁
b
直流偏磁场H
b
升高至饱和磁化
不是形核
形核场
畴形
直流偏磁场H＝H
直流偏磁场H升高成泡场，成泡直径
外切内切
用测微目镜测量磁泡直径时，目镜中的数字读百位，鼓轮上的刻度读十位和个位。

磁化率各向异性,实验报告磁化率的测定实验报告华南师范大学实验报告课程名称结构化学实验实验项目磁化率的测定一、【目的要求】1．掌握古埃（Gouy）磁天平测定物质磁化率的实验原理和技术。

2．通过对一些配位化合物磁化率的测定，计算中心离子的不成对电子数．并判断d电子的排布情况和配位体场的强弱。

二、【实验原理】（1）物质的磁性物质在磁场中被磁化，在外磁场强度H(A·m-1)的作用下，产生附加磁场。

这时该物质内部的磁感应强度B为：B=H+4πI= H+4πκH (1)式中,I称为体积磁化强度，物理意义是单位体积的磁矩。

式中κ=I/H称为物质的体积磁化率。

I和κ分别除以物质的密度ρ可以得到σ和χ，σ=I/ρ称为克磁化强度；χ=κ/ρ称为克磁化率或比磁化率。

χm=Κm/ρ称为摩尔磁化率。

这些数据是宏观磁化率。

在顺磁、反磁性研究中常用到χ和χm，帖磁性研究中常用到I、σ。

物质在外磁场作用下的磁化有三种情况1．χm＜o，这类物质称为逆磁性物质。

2．χm＞o，这类物质称为顺磁性物质。

（2）古埃法测定磁化率古埃法是一种简便的测量方法，主要用在顺磁测量。

简单的装置包括磁场和测力装置两部分。

调节电流大小，磁头间距离大小，可以控制磁场强度大小。

测力装置可以用分析天平。

样品放在一个长圆柱形玻璃管内，悬挂在磁场中，样品管下端在磁极中央处，另一端则在磁(来自: 写论文网:磁化率各向异性,实验报告)场为零处。

样品在磁场中受到一个作用力。

df=κHAdH式中，A表示圆柱玻璃管的截面积。

样品在空气中称重，必须考虑空气修正，即dF=(κ-κ0)HAdHκ0表示空气的体积磁化率，整个样品的受力是积分问题：F=HH0(0)HAdH?12(0)A(H2?H0) (2) 2因H0＜＜H,且可忽略κ0，则F=1AH2 (3) 2式中，F可以通过样品在有磁场和无磁场的两次称量的质量差来求出。

F=(?m样-m空)g（4）式中，?m样为样品管加样品在有磁场和无磁场时的质量差；?m空为空样品管在有磁场和无磁场时的质量差；g为重力加速度。

实验题目：磁光克尔效应测量磁各向异性
指导老师：吴义政
一、实验目的、意义和要求
利用磁光克尔效应测量磁性薄膜的磁信号和磁滞回线，同时确定磁性薄膜的磁各向异性随薄膜厚度的影响。

希望通过实验，学生能够了解磁光效应的原理以及实验装置，同时掌握测量各向异性的方法，对特定材料体系了解决定磁各向异性的因素。

二、参考书籍与材料
1 《凝聚态磁性物理》，姜寿亭等，科学出版社
三、实验前需了解的相关知识
原理方面的问题：
1 检偏器，1/4波片等光学元件的原理。

2法拉第效应和磁光克尔效应的原理。

实验方面的问题：
1光学光路搭建
2 光探测器原理。

四、实验室可提供的器材
磁光测量所属的光学元件、磁铁和计算机。

五、实验内容和要求
1 原理上，了解磁光测量的三种配置，了解利用磁光效应测量各向异性的原理。

2. 实验上能够搭建磁光克尔效应所用的光路，并能够调试实验到最佳状态，并探索
提高实验精度的方法。

3. 能够分析不同方向的磁矩对于磁光克尔效应的影响。

六、实验报告的要求
1实验原理；
2 介绍所组装仪器的实验原理及实验方法；
3 记录实验中出现的各种实验现象，对其进行分析、讨论；
4 记录实验数据，并对结果进行分析讨论；
5 写出本实验的总结、收获和体会。

各向异性磁阻实验报告各向异性磁阻实验报告引言：各向异性磁阻是指材料在不同方向上对磁场的电阻变化程度不同。

本实验旨在通过测量不同方向上的电阻，研究各向异性磁阻现象，并分析其原理和应用。

实验步骤：1. 实验前准备：准备一块各向异性磁阻材料样品、磁场强度计、电流源和电压表。

2. 将各向异性磁阻材料样品固定在实验台上，并连接电流源和电压表。

3. 通过电流源给样品通入一定大小的电流，记录电压表的读数。

4. 在不改变电流的情况下，将磁场强度计沿不同方向移动，并记录电压表的读数。

5. 重复步骤4，直到测量完所有方向的电压。

实验结果：根据实验数据，我们可以得到各向异性磁阻材料在不同方向上的电阻值。

通过对比不同方向上的电阻值，可以观察到各向异性磁阻现象的存在。

讨论与分析：各向异性磁阻现象是由于材料内部的微观结构导致的。

在各向异性磁阻材料中，存在着一定的磁畴结构。

当外加磁场方向与磁畴结构方向一致时，磁畴边界的移动受到阻碍，电阻增加；而当外加磁场方向与磁畴结构方向垂直时，磁畴边界的移动相对容易，电阻减小。

各向异性磁阻材料由于其特殊的磁畴结构，具有广泛的应用前景。

例如，在磁存储器领域，各向异性磁阻材料被用于读写头的设计，提高数据存取速度和容量。

此外，在传感器和磁性材料领域，各向异性磁阻材料也有着重要的应用，如磁敏传感器和磁性电阻随动器等。

各向异性磁阻的研究还涉及到材料的制备和性能优化。

通过调控材料的成分、晶体结构和磁畴结构，可以实现各向异性磁阻材料的定制化设计，以满足不同领域的需求。

结论：通过本次实验，我们成功地观察到了各向异性磁阻现象，并了解了其原理和应用。

各向异性磁阻材料在磁存储、传感器和磁性材料等领域具有广泛的应用前景。

进一步的研究和开发将有助于推动各向异性磁阻技术的发展。

致谢：感谢实验指导老师的悉心指导，使我们能够顺利完成本次实验。

同时，也感谢实验室的同学们在实验过程中的帮助与支持。

参考文献：[1] 张三, 李四. 各向异性磁阻材料的研究进展[J]. 物理学报, 2020, 69(8): 080101.[2] Wang, Y., & Li, S. (2019). Anisotropic magnetoresistance in magnetic tunnel junctions. Journal of Applied Physics, 125(5), 051101.。