铁磁薄膜阵列中的级联平面霍尔效应电压

《Chinese Journal of Physics》：Cascading planar Hall effect voltage in ferromagnetic thin films array

通过使用浮动电流源横向串联三个铁磁薄膜，实验证实了平面霍尔电压的级联效应，整体电压与串联薄膜数量成正比，并通过惠斯通电桥模型和LTspice仿真得到验证，为提升霍尔传感器性能提供了新思路。

　　

李春毅|蔡宏伟|庄启珊|吴志斌

台湾桃园市中原基督教大学物理系，320314

摘要

我们通过使用浮动电流源，展示了铁磁（FM）材料中平面霍尔效应电压的级联现象。在实验中，三个FM薄膜被横向级联，每个样品都由单独的浮动电流源供电。总体平面霍尔电压与级联样品的数量成正比。结果完全可以用惠斯通电桥模型解释，并与LTspice仿真结果一致。这一概念可以推广到新型材料中，以进一步提高PHE传感器的性能。

引言

霍尔效应是一种广泛应用于磁场传感的电磁现象。铁磁材料中的平面霍尔效应（PHE）使用与传统霍尔效应相同的电极配置，但对平面内磁场敏感，通常会产生更大的信号。其背后的机制是磁阻（MR）效应，而不是洛伦兹力。PHE的起源与各向异性磁阻（AMR）效应相同，都是由电子的自旋-轨道耦合和自旋依赖性散射引起的[1]、[2]。尽管AMR和PHE的灵敏度不如GMR和TMR效应高，但它们的低噪声特性使它们成为皮特斯拉级磁场传感的良好候选者[3]、[4]、[5]。此外，PHE的测量配置不需要AMR传感器所需的 barber-pole 结构[6]，并且与AMR传感器相比具有更低的热漂移[7]。

磁阻比由公式（1）定义。