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J-GLOBAL ID：202102226501084300   整理番号：21A0143465

大電流を高精度に測定可能なTMR磁気センサの開発

Development of TMR magnetic sensor for precise current monitoring

著者 (1件)： 中野貴文 (東北大)
資料名： 日本磁気学会研究会資料  (Bulletin of Topical Symposium of the Magnetics Society of Japan)
巻： 230th  ページ： 13-18  発行年： 2020年12月22日 
JST資料番号： Z0979A  ISSN： 1882-2940  資料種別： 会議録 (C)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： ・自動車の高圧バッテリーの電流センサとして,±1kOeのダナミックレンジトンネルを持ち,暗電流を検知できる,誤差0.1%FS以下の高い線形性を持つTMR(トンネル磁気抵抗)磁気センサを開発。
・TMRを磁気センサにするには,外部磁場に対して線形な出力変化が必要で,自由層と固定層の磁化容易軸を直交させる必要があり,感度は単位磁場当たりのTMR比の変化で,%/Oe単位で表現。
・CoFeB/MgO/CoFeBの三層構造をベースとしたTMR素子において,面内磁化膜の自由層としてCoFeBを用い,固定層として垂直磁化膜であるCo/Pd多層膜の積層反磁性多層膜を使用。
・上記構造で±2.5kOeに及ぶダイナミックレンジが得られ,固定層が磁化反転しない磁場範囲(±2.5kOe)で,磁気コンダクタンスは非常に高い線形性を示し,最大感度は0.0053%/Oe。
・さらに磁気異方性エネルギーの高次項を考慮した理論モデルを構築し,二次の垂直磁気異方性により,磁気コンダクタンスに非線形性が生じることを解明。

シソーラス用語： *磁気抵抗 ,  酸化マグネシウム ,  コバルト合金 ,  多層膜 ,  合金 ,  鉄 ,  コバルト ,  *垂直磁化 ,  *磁性薄膜 ,  *ダイナミックレンジ ,  パラジウム ,  線形性 ,  感度 ,  *電流センサ
準シソーラス用語： *トンネル磁気抵抗 ,  金属合金

分類 (1件)： 電流,電圧,電荷の計測法・機器  (AD07020C)

引用文献 (22件)：

• W.H. Butler, X.-G. Zhang, T.C. Schulthess, and J.M. MacLaren, Phys. Rev. B 63, 054416 (2001).
• J. Mathon and A. Umerski, Phys. Rev. B 63, 220403 (2001).
• S. Yuasa, A. Fukushima, T. Nagahama, K. Ando, and Y. Suzuki, Jpn. J. Appl. Phys. 43, L588 (2004).
• S. Yuasa, T. Nagahama, A. Fukushima, Y. Suzuki, and K. Ando, Nat. Mater. 3, 868 (2004).
• S.S.P. Parkin, C. Kaiser, A. Panchula, P.M. Rice, B. Hughes, M. Samant, and S.H. Yang, Nat. Mater. 3, 862 (2004).

タイトルに関連する用語 (4件)： 大電流 ,  TMR ,  磁気センサ ,  開発