Nghiên cứu, chế tạo cảm biến đo từ trường dựa trên hiệu ứng hall phẳng dạng cầu wheatstone

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2KHOA VẬT LÝ === === NGUYỄN VĂN THIỀN NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO CẢM BIẾN ĐO TỪ TRƯỜNG DỰA TRÊN HIỆU ỨNG HALL PHẲNG DẠNG CẦU WHEATSTONEChuyên ngành: Vật lý chất

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2

KHOA VẬT LÝ

=== ===

NGUYỄN VĂN THIỀN

NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO CẢM BIẾN ĐO

TỪ TRƯỜNG DỰA TRÊN HIỆU ỨNG HALL PHẲNG

DẠNG CẦU WHEATSTONEChuyên ngành: Vật lý chất rắn

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

HÀ NỘI - 2018

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2

KHOA VẬT LÝ

=== ===

NGUYỄN VĂN THIỀN

NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO CẢM BIẾN ĐO

TỪ TRƯỜNG DỰA TRÊN HIỆU ỨNG HALL PHẲNG

DẠNG CẦU WHEATSTONEChuyên ngành: Vật lý chất rắn

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Người hướng dẫn khoa học

ThS Lê Khắc Quynh

HÀ NỘI - 2018

LỜI CÁM ƠN

Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới ThS Lê Khắc Quynhngười đã giúp đỡ định hướng nghiên cứu, cung cấp cho em những tài liệu quýbáu, tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, tạo điều kiện tốt nhất trong quá trình hoànthành khoá luận tốt nghiệp

Tiếp theo, em xin cám ơn tất cả các thầy, các cô thuộc Trường Đại học Sưphạm Hà Nội 2 nói chung và các thầy, các cô trong khoa Vật Lý nói riêng đãgiảng dạy, dìu dắt và cung cấp cho em những nền tảng khoa học từ kiến thức

cơ bản đến kiến thức chuyên sâu, cũng như kĩ năng thực hành, thực nghiệmtrong suốt bốn năm học qua

Cuối cùng, em xin gửi những lời chúc tốt đẹp nhất đến bố mẹ, gia đình vàbạn bè đã luôn bên cạnh, kịp thời giúp đỡ và động viên em vượt qua nhữngkhó khăn, hoàn thành khoá luận một cách tốt đẹp

Là một sinh viên lần đầu tiên nghiên cứu khoa học nên khoá luận của emkhông tránh khỏi sự thiếu sót, vì vậy em rất mong nhận được những đóng góp

ý kiến của thầy cô và bạn bè để khoá luận được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cám ơn!

Hà Nội, ngày 05 tháng 5 năm 2018

Sinh Viên

Nguyễn Văn Thiền

LỜI CAM ĐOAN

Khóa luận tốt nghiệp của em hoàn thành dưới sự hướng dẫn tận tình củathầy giáo ThS Lê Khắc Quynh Trong quá trình nghiên cứu hoàn thành bảnkhóa luận em có tham khảo một số tài liệu của một số tác giả đã ghi trong phầntài liệu tham khảo

Em xin cam đoan những kết quả nghiên cứu trong khoá luận hoàn toàn làtrung thực và chưa từng được công bố bởi bất kì nơi nào khác, mọi nguồn tàiliệu tham khảo đều được trích dẫn một cách rõ ràng

Hà Nội, ngày 05 tháng 5 năm 2018

Sinh Viên

Nguyễn Văn Thiền

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 1

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1

4 Nhiệm vụ của đề tài 1

5 Phương pháp nghiên cứu 2

6 Cấu trúc của đề tài 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3

1.1 Phân loại vật liệu từ 3

1.1.1 Chất nghịch từ 3

1.1.2 Chất thuận từ 5

1.1.3 Chất sắt từ 6

1.1.3.1 Vật liệu từ cứng 9

1.1.3.2 Vật liệu từ mềm 10

1.1.3.3 Vật liệu ghi từ 12

1.1.4 Chất phản sắt từ 13

1.1.5 Chất feri từ 15

1.2 Các hiệu ứng từ điện trở 17

1.2.1 Hiệu ứng từ điện trở 17

1.2.2 Hiệu ứng ARM 18

1.2.3 Hiệu ứng Hall thường 20

1.2.4 Hiệu ứng Hall phẳng 22

CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 25

2.1 Chế tạo cảm biến 25

2.2 Phún xạ tạo màng 26

2.3 Hệ đo tính chất từ VSM 27

2.4 Hệ đo hiệu ứng Hall phẳng 28

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30

3.1 Tính chất từ của lớp màng NiFe 30

3.1.1 Tính chất từ của lớp màng phụ thuộc vào tường ghim 30

3.1.2 Tính chất từ phụ thuộc vào tính dị hướng hình dang cảm biến 31

3.1.3 Tính chất từ của lớp màng phụ thuộc vào bề dày 32

3.2 Khảo sát tín hiệu Hall của cảm biến có kích thước tối ưu 33

KẾT LUẬN CHUNG 35

TÀI LIỆU THAM KHẢO 36

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Đường cong từ trễ của màng mỏng sắt từ Co13Cu887 trên đế Si đobằng từ kế mẫu rung 4Hình 1.2 Hình ảnh mô tả sự sắp xếp các mômen từ của chất thuận từ 5Hình 1.3 Hình ảnh đômen từ khi không có từ trường ngoài tác dụng và có từtrường ngoài tác dụng 7Hình 1.4 Hình vẽ đường cong từ trễ của vật liệu sắt từ 8Hình 1.5 Hình vẽ mô tả sự biến đổi nhiệt độ Curie của vật liệu sắt từ 8Hình 1.6 Hình ảnh một số ứng dụng của vật liệu từ cứng: (a) Nam châm vĩnhcửu, (b) Bệ phóng tàu con thoi tương lai 9Hình 1.7 Hình ảnh một số ứng dụng của vật liệu từ mềm: (a) Hình ảnh bêntrong của một máy biến thế, (b) Hình ảnh nam châm điện đầu tiên làm từ mộtlõi sắt non 11Hình 1.8 Hình vẽ mô tả diện tích đường cong từ trễ của vật liệu từ cứng vàvật liệu từ mềm 12Hình 1.9 Hình ảnh ứng dụng của vật liệu ghi từ 12Hình 1.10 Hình ảnh mô tả cấu trúc từ của vật liệu phản sắt từ, gồm 2 phânmạng spin đối song và bằng nhau 13Hình 1.11 Hình ảnh mô tả sự liên kết phản sắt từ trong các màng mỏng đa lớpvalse spin trong ổ đĩa cứng 14Hình 1.12 Hình ảnh mô tả sắp xếp của các mômen từ nguyên tử trong vật liệuferi từ 15Hình 1.13 Hình ảnh mô tả cấu trúc của ferrite spinel 16Hình 1.14 Hình vẽ mô tả sự bù trừ từ tính của 2 phân mạng và các điểm nhiệt

độ đặc biệt: Nhiệt độ Curie, nhiệt độ bù trừ 17

Hình 1.15 Sơ đồ thể hiện nguồn gốc vật lý của AMR 19

Hình 1.16 Đồ thị mô tả giá trị của điện trở thay đổi phụ thuộc vào góc giữa dòng điện chạy qua và hướng của vectơ từ hoá 20

Hình 1.17 Hình ảnh mô tả hướng và chiều tác dụng của từ trường ngoài trong hiệu ứng Hall 22

Hình 1.18 Mô hình hiệu ứng Hall phẳng 23

Hình 1.19 Sơ đồ minh họa sự khác nhau giữa hiệu ứng Hall thường và hiệu ứng Hall phẳng 23

Hình 1.20 Mô hình minh họa mối liên hệ giữa thế Hall phẳng và thế ARM 24

Hình 2.1 (a) Qui trình chế tạo cảm biến sử dụng các mặt nạ điện trở (a), mặt nạ điện cực (b), cảm biến mô phỏng (c) và cảm biến hoàn thiện (d) 25

Hình 2.2 Thiết bị phún xạ catot ATC-2000FC 26

Hình 2.3 Sơ đồ khối hệ đo từ kế mẫu rung 27

Hình 2.4 Sơ đồ thí nghiệm đo hiệu ứng từ điện trở 28

Hình 2.5 Ảnh chụp hệ đo hiệu ứng từ điện trở 28

Hình 3.1 Đường cong từ trễ tỉ đối của các cảm biến được chế tạo với các từ trường ghim khác nhau: 900, 600 và 0 Oe 30

Hình 3.2 Đường cong từ hóa tỉ đối M/Ms của các cảm biến có cùng chiều rộng 1 mm nhưng chiều dài khác nhau 5, 7 và 10 mm với từ trường ngoài song song với phương từ hóa dễ 31

Hình 3.3 Đường cong từ hóa tỉ đối M/Ms của màng NiFe đo theo phương từ hóa dễ trên các cảm biến có bề dày khác nhau t = 5, 10, 15, 20 nm 32

Hình 3.4 (a) Đường cong độ lệch thế và (b) Đường cong độ nhạy của các cảm biến 1×10 mm, t = 5 nm, tại dòng cấp 1 mA 33

1 Lý do chọn đề tài

MỞ ĐẦU

Các cảm biến dựa trên các hiệu ứng khác nhau được sử dụng để đo từtrường, trong đó chủ yếu là các cảm biến dựa trên hiệu ứng quang và từ nhưcảm biến giao thoa lượng tử siêu dẫn, sợi quang, bơm quang học, cảm biếndựa trên hiệu ứng điện – từ, hiệu ứng Hall… Mỗi loại cảm biến đều có đặcthù riêng, có các ưu điểm và nhược điểm riêng tuỳ thuộc vào mục đích vàphạm vi trong từng lĩnh vực ứng dụng

Ngày nay, với kích thước nhỏ, độ nhạy cao, dễ tương thích với các mạchđiện tử, cảm biến từ được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như y sinh,quân sự, giao thông, la bàn hàng hải, công nghệ hàng không vũ trụ, cảm biến

đo dòng, cảm biến đo từ trường nhỏ… Phổ biến nhất trong cảm biến từ làcác cảm biến dựa trên hiệu ứng Hall phẳng, hiệu ứng điện từ và hiệu ứng từđiện trở, trong đó cảm biến dựa trên hiệu ứng Hall phẳng đang được nghiêncứu trở lại từ năm cỡ 2000 trở lại đây

Với mục tiêu chế tạo được cảm biến đo được từ trường với cấu hình đơngiản nhưng lại cho hiệu quả cao tôi đã chọn cảm biến dạng cầu Wheatstonedựa trên hiệu ứng Hall phẳng làm đề tài nghiên cứu của mình Tên đề tài

khóa luận là “Nghiên cứu, chế tạo cảm biến đo từ trường dựa trên hiệu ứng

Hall phẳng dạng cầu Wheatstone”.

2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu, chế tạo cảm biến đo từ trường dựa trên hiệu ứng Hall phẳngdạng cầu Wheatstone

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Vật liệu dạng màng mỏng sắt từ Ni80Fe20 có hiệu ứng Hall phẳng

4 Nhiệm vụ của đề tài

Chế tạo và khảo sát hiệu ứng Hall phẳng trên các cảm biến với các cấu

hình khác nhau

5 Phương pháp nghiên cứu

- Đọc, tra cứu và tổng hợp tài liệu có liên quan

- Chương 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM

- Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

1.1 Phân loại vật liệu từ

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

Trên cơ sở lý thuyết các nhà khoa học đã chứng minh được là cácmômen từ riêng (mômen spin) của electron cũng luôn ngược chiều nhau, nêntổng mômen từ riêng của nó cũng bằng không Do đó mômen từ nguyên tửcủa electron (mômen từ quỹ đạo và mômen từ spin) cũng bằng không Và khiđặt vào trong từ trường ngoài, các electron đều có mômen từ cảm ứng cùngchiều nhau và ngược chiều với từ trường ngoài Kết quả là mômen từ của mỗinguyên tử khác không dẫn tới toàn bộ chất nghịch từ có mômen từ kháckhông đồng thời ngược chiều với từ trường ngoài.

Hiện tượng nghịch từ thường xuất hiện ở tất cả các vật nhưng lại bị chelấp bởi các hiệu ứng khác chiếm ưu thế hơn (như hiện tượng thuận từ, hiệntượng sắt từ…) Hiện tượng nghịch từ được thể hiện rõ nhất ở những chất màmômen từ tổng cộng của chúng bằng không

Ví dụ: Khí trơ, hợp chất hữu cơ, một số kim loại: Cu, Zn, Au, Ag…

   4 1  lớn gấp nhiều lần so với các chất nghịch từ khác Vì vậy, độ

thẩm điện môi của môi trường μ < 1, độ từ cảm χ < 0 Các chất trong nhómnày là các khí hiếm như: I, He, Ne, Ar, Kr, và các ion có các lớp electrongiống khí hiếm Các chất kim loại như: Zn, Ag, Pb, Cu, Bi và chất không kimloại như NaCl, S, H2O, C, SiO2 Bình thường, ta không quan sát thấy hiệntượngnghịch từ vì tính nghịch từ là rất yếu trong các từ trường thông thường.Nhưng nếu ta tiến hành các thí nghiệm ở từ trường cao, sẽ thấy hiện tượngnày rõ ràng hơn

1.1.2 Chất thuận từ

0

, giá trị nhỏ (cỡ 10-5- 10-3) χ phụ thuộc

vào nhiệt độ sự phụ thuộc này tuân theo định luật Curie:

C là hằng số Curie, T là nhiệt độ tuyệt đối)

  C

T

(Trong đó:

Hình 1.2 Hình ảnh mô tả sự sắp xếp các mômen từ của chất thuận từ.

Chất thuận từ là những chất có từ tính yếu (trong ngành từ học người taxếp chúng vào nhóm phi từ, có nghĩa là chất không có từ tính) Tính chấtthuận từ được thể hiện ở khả năng hưởng ứng thuận theo từ trường bên ngoài(từ trường ngoài), có nghĩa là các chất này có các mômen từ nguyên tử(nhưng giá trị nhỏ), khi có tác dụng của từ trường ngoài, các mômen từ này

sẽ bị quay theo hướng của từ trường ngoài và sẽ làm cho cảm ứng từ tổngcộng trong chất tăng lên Khi chưa có từ trường ngoài, do sự chuyển độngnhiệt nên các mômen nguyên tử sắp xếp một cách hỗn loạn không có phương

ưu tiên Do đó, mômen từ tổng hợp của toàn vật thuận từ bằng không và vậtkhông có từ tính Khi có từ trường ngoài thì các mômen từ nguyên tử lại có

xu hướng sắp xếp theo hướng của từ trường đó là chiều ưu tiên Do đó, lúcnày toàn bộ chất thuận từ có mômen từ khác không, mômen từ tổng hợp sẽcùng chiều với từ trường ngoài Đây người ta gọi là hiệu ứng thuận từ

Dưới đây là một số chất thuận từ cơ bản thường thấy:

+ Các nguyên tử, phân tử sai hỏng mạng có số điện tử lẻ: Na tự do,

mặt lý thuyết vật liệu sắt từ là vật liệu có độ cảm ứng từ   0 , độ cảm ứng

từ có rất giá trị lớn (cỡ hàng vạn, có một vài chất sắt từ chế tạo đặc biệt có thểlên tới hàng triệu)

Chất sắt từ là các chất có các mômen từ nguyên tử Nhưng nó khác biệt

so với các chất thuận từ ở chỗ là các mômen từ này lớn hơn và có khả năngtương tác với nhau (tương tác trao đổi sắt từ) Bản chất tương tác trao đổi sắt

từ này là tương tác tĩnh điện đặc biệt Tương tác này dẫn đến việc hình thànhtrong lòng vật liệu này các vùng (gọi là các đômen từ) mà trong mỗi đômennày các mômen từ lại được sắp xếp một cách hoàn toàn song song với nhau

tạo thành từ độ tự phát của vật liệu (nghĩa là độ từ hoá tồn tại ngay cả khikhông có từ trường).

+ Khi không có từ trường, do năng lượng nhiệt làm cho các mômen từ

ở các đômen trong toàn khối sẽ sắp xếp hỗn độn không theo trật tự nhất địnhhay không có phương nào ưu tiên Vì vậy, tổng độ từ hoá của toàn khối vẫnbằng 0

+ Nếu ta đặt từ trường ngoài vào vật liệu lúc này sẽ xuất hiện 2 hiệntượng xảy ra đó là:

- Sự lớn dần của các đômen có mômen từ theo phương từ trường

- Sự quay của các đômen từ theo hướng từ trường

Khi tăng dần từ trường đến mức đủ lớn lúc này xuất hiện hiện tượng bãohoà từ, khi đó tất cả các mômen từ sẽ sắp xếp song song với nhau theo chiềucủa từ trường tác dụng và trong vật liệu chỉ có một đômen duy nhất Nếu khi

ta ngắt từ trường ngoài, các mômen từ lại có xu hướng trở về với hướng banđầu và lại tạo thành các đômen Tuy nhiên các đômen này vẫn còn tương tácvới nhau do vậy tổng môn men từ trong toàn khối không thể bằng 0 mà bằngmột giá trị khác 0, ta gọi đó là độ từ dư (remanent magnetiration) Điều nàytạo thành hiện tượng từ trễ của vật liệu

Hình 1.3 Hình ảnh đômen từ khi không có từ trường ngoài tác dụng và có từ

trường ngoài tác dụng.

Nếu muốn khử hoàn toàn mômen từ của vật liệu, ta cần đặt một từtrường ngược sao cho mômen từ hoàn toàn bằng 0, người ta gọi đó là lựckháng từ (coercivity hay coercivity field) Đường cong từ hoá (sự phụ thuộccủa từ độ vào từ tường ngoài) của chất sắt từ khác với chất thuận từ ở chỗ nó

có đường cong phi tuyến tính (chất thuận từ là đường cong tuyến tính) và đạttới bão hoà khi đường cong đó đủ lớn

Hình 1.4 Hình vẽ đường cong từ trễ của vật liệu sắt từ.

Hình 1.5 Hình vẽ mô tả sự biến đổi nhiệt độ Curie của vật liệu sắt từ.

Chất sắt từ luôn có hai đặc trưng cơ bản là đường cong từ trễ và nhiệt độCurie Tc Trong đó nhiệt độ Curie là nhiệt độ mà ở tại đó chất bị mất trật tự

và khi T>Tc chất trở thành chất thuận từ, T<Tc chất trở thành chất sắt từ.Nhiệt độ Tc còn được gọi là nhiệt độ chuyển pha giữa chất sắt từ-chất thuận

từ Tc là một thông số đặt trưng cho chất (thông số nội tại) như hình 1.5

Ví dụ một số chất có nhiệt độ Curie như dưới đây: Fe:1043K; Co:1388K;Ni: 627K; Gd: 292.5K

Trong lĩnh vực ứng dụng thực tế người ta phân biệt vật liệu từ thành vậtliệu từ cứng, vật liệu từ mềm, vật liệu ghi từ Chúng khác biệt nhau ở khảnăng tồn giữ từ tính sau khi được từ hoá Để đặc trưng tính chất của các loạivật liệu này người ta thường dùng đường cong từ trễ như hình 1.4

1.1.3.1 Vật liệu từ cứng

(a) (b)

Hình 1.6 Hình ảnh một số ứng dụng của vật liệu từ cứng.

(a) Nam châm vĩnh cửu.

(b) Bệ phóng tàu con thoi tương lai

Vật liệu từ cứng là vật liệu khó bị từ hóa và cũng khó bị khử từ (có nghĩa

là từ tính có thể giữ được tốt dưới tác dụng của trường ngoài) Một ví dụ đơngiản của vật liệu từ cứng là các nam châm vĩnh cửu Vật liệu từ cứng có lực

kháng từ Hc lớn (Hc >100 Oe), nhưng chúng thường có từ độ bão hòa Mskhông cao và nhiệt độ Curie cao.

Tính "cứng" của vật liệu từ cứng đến từ tính dị hướng từ và liên quanđến năng lượng từ có được do tính đối xứng tinh thể của vật liệu Tức là,thông thường các vật liệu từ cứng thường có cấu trúc tinh thể có tính đốixứng kém (bất đối xứng) ví dụ như tứ giác, hay lục giác Do khả năng giữlại từ tính, nên vật liệu từ cứng được dùng làm vật liệu giữ năng lượng (namchâm vĩnh cửu) và lưu trữ thông tin (ổ đĩa cứng, đĩa từ ) Nói đến khả năngtích trữ năng lượng, ta phải nhắc đến một thông số của vật liệu từ cứng là tíchnăng lượng từ (B.H)max (có đơn vị là đơn vị của mật độ năng lượng J/m3), lànăng lượng cực đại có khả năng tồn trữ trong một đơn vị thể tích vật thể Để

có (BH)max lớn, cần có lực kháng từ lớn, có từ độ cao và đường trễ càng lồi

Ngoài ra còn có rất nhiều loại nam châm khác nhau với những tính chấtkhác nữa Tuỳ thuộc vào nhu cầu sử dụng mà người ta chết tạo ra các loạinam châm khác nhau Những lĩnh vực chủ yếu ứng dụng của các nam châm

là làm loa điện, môtơ điện, các thiết bị đo điện

1.1.3.2 Vật liệu từ mềm

Vật liệu từ mềm, không phải là các chất mềm về mặt cơ học, mà "mềm"

về phương diện từ (tức là dễ bị từ hóa và khử từ) Vật liệu từ mềm có đườngcong trễ hẹp (lực kháng từ Hc nhỏ, chỉ cỡ dưới 100 Oe) nhưng lại có từ độbão hòa Ms rất cao, có độ từ thẩm lớn, nhiệt độ Curie thấp nhưng từ tính lại

dễ dàng bị mất đi sau khi ngắt từ trường ngoài Các vật liệu từ mềm chủ yếu

là sắt tinh khiết, sắt kỹ thuật điện, thép ít carbon, hợp kim FeSi, FeNi, FeCo,FeNiMo, FeBSi , các loại ferit MnZn, NiZn, MnMg

Đặc trưng mà người ta quan tâm đến vật liệu từ mềm là tổn hao trễ vàtổn hao xoáy:

- Tổn hao trễ: Sinh ra do sự mất mát năng lượng trong quá trình từhóa, được tính bằng diện tích của đường cong từ trễ Do vậy, vật liệu sắt từmềm "xịn" có đường trễ càng hẹp càng tốt.

- Tổn hao xoáy: Do các dòng Foucalt sinh ra trong trường xoay chiềulàm nóng vật liệu, năng lượng này tỉ lệ thuận với bình phương tần số từtrường, tỉ lệ nghịch với điện trở suất của vật liệu

(a) (b)

Hình 1.7 Hình ảnh một số ứng dụng của vật liệu từ mềm.

(a) Hình ảnh bên trong của một máy biến thế.

(b) Hình ảnh nam châm điện đầu tiên làm từ một lõi sắt non.

Điều này lý giải tại sao dù có phẩm chất rất cao, những lõi tôn Si chỉ cóthể sử dụng trong từ trường tần số thấp (thường là 50-100Hz) do chúng cóđiện trở suất rất thấp, trong khi các ferrite lại sử dụng được trong kỹ thuật caotần và siêu cao tần dù có phẩm chất kém hơn nhiều (vì chúng là gốm, có điệntrở suất rất lớn tới 106Ωccm, làm giảm tổn hao xoáy) Nhiều loại vật liệu cótính từ giảo được sử dụng làm thiết bị siêu âm

Các đường cong từ trễ ở hình 1.8 là một trong nhiều cách phân chiatương đối giữa vật liệu từ cứng và vật liệu từ mềm Từ đây ta có thể thấy rằng

diện tích đường cong từ trễ của vật liệu từ cứng lớn hơn diện tích đường cong

Hình 1.9 Hình ảnh ứng dụng của vật liệu ghi từ.

1.1.4 Chất phản sắt từ

lớn lắm (cỡ 10-4-1), có khả năng từ tính yếu Phản sắt từ là nhóm các vật liệu

từ có cấu trúc gồm có 2 phân mạng từ đối song song và cân bằng nhau về mặtgiá trị và được sắp xếp trật tự

Thuật ngữ "phản sắt từ" còn được dùng để mô tả tính chất của các vậtliệu phản sắt từ, hoặc dùng để chỉ các liên kết spin trong từ học có spin đốisong song với nhau Ngoài ra, người ta còn dùng tên "phản sắt từ bù trừkhông hoàn toàn" cho một nhóm vật liệu có trật tự từ khác là nhóm vật liệuferi từ

Hình 1.10 Hình ảnh mô tả cấu trúc từ của vật liệu phản sắt từ, gồm 2 phân

mạng spin đối song và bằng nhau.

Cơ chế của tính phản sắt: Vật liệu phản sắt từ được liệt vào nhóm vật liệu

có trật tự từ Đôi khi, cũng có người gọi vật liệu phản sắt từ là vật liệu phi từbởi từ tính của chúng cũng yếu Tính chất phản sắt từ bắt nguồn từ tương táctrao đổi giữa các spin Nếu như tương tác trao đổi trong các vật liệu sắt từ làtương tác trao đổi dương, làm cho các spin song song nhau thì tương tác traođổi trong phản sắt từ là tương tác trao đổi âm, làm cho các spin phản song