基于铁钴磁致伸缩敏感膜的新型声表面波磁场传感器

目前，多数磁场传感技术在灵敏度及磁滞误差等方面仍存在问题，阻碍了其实质应用。AIP advances（https://doi.org/10.1063/1.5012579）报道了中科院声学研究所王文研究员研究小组的一个研究发现，对铁钴磁致伸缩薄膜进行栅阵式设计，可以获得一种新型的快速、灵敏度高的磁场检测方法，提高磁场传感器的线性度、一致性和稳定性，减小迟滞误差，由此改善磁场传感器的性能。由此为高性能磁场检测提供了一个有效途径。

研究人员将栅阵式图形设计的铁钴磁致伸缩敏感膜与表面声波相结合进行磁场感测，所提出的传感器由差分双延迟线振荡器构成。传感通道上的器件表面利用射频溅射技术和套刻工艺沉积铁钴薄膜栅阵，通过释放铁钴中的内部应力变化来有效地抑制磁滞效应。参考通道的器件用于通过差分方法有效减小外围环境温度等影响。当磁场发生变化时，铁钴薄膜发生磁致伸缩效应和ΔE效应，引起SAW传播速度的改变，进而可以差分振荡频率信号的变化来表征待测磁场强度。

实验结果证明，通过采用铁钴栅阵式磁敏薄膜的SAW磁场传感器，成功抑制了铁钴材料中的磁滞效应，其磁滞误差仅为铁钴薄膜式传感器的五分之一，而且，传感器的灵敏度、线性度也得到了大幅改善。