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TMR/超导复合式磁传感器

1995 年，由美国麻省理工学院和日本东北大学的两个研究小组独立发现，将两个磁性电极层之间用极薄的绝缘层分开会产生很大的磁电阻效应(室温下达到11%)。这种由磁性层/绝缘层/磁性层构成的结构，称为磁性隧道结(MTJ)。在MTJ 中，中间的绝缘层很薄(几个纳米)，使得可以有大量电子隧穿通过。通过隧道结的电流依赖于两个磁性层的磁化强度矢量的相对取向。这种隧穿电流随外磁场变化的效应被称为隧道磁电阻(TMR)效应。隧道磁电阻效应可以由Julliere 双电流模型解释。假定电子在隧穿过程中自旋不发生翻转，并且隧穿电流正比于费米面附近电子的态密度。当MTJ两侧铁磁层处于平行排列时，左侧的少子电子向右侧的少子空态隧穿，左侧的多子电子向右侧的多子空态隧穿，MTJ 处于低阻态；当MTJ两侧铁磁层处于反平行排列时，左侧的少子电子向右侧的多子空态隧穿，而左侧的多子电子向右侧的少子空态隧穿，MTJ 呈现高阻态。

由于贴合TMR器件与超导磁放大器的低温胶过厚导致TMR—超导磁放大器间距过大(50 μm)，使得TMR/超导复合式磁传感器的灵敏度、探测精度较GMR/超导复合式磁传感器、SQUID 等器件仍有明显差距。理论计算表明，减小TMR—超导磁放大器间距将使得磁场放大倍数呈指数形式上升；若能将TMR—超导磁放大器间距降低至0.5 μm以内，磁场放大倍数可接近1000 倍。今后可通过热压印等技术减小TMR—超导磁放大器间距，从而提高器件的灵敏度。

一种新型的高灵敏度磁探测器

磁电阻/超导复合式磁传感器作为一种新型的高灵敏度磁探测器， 其探测精度目前已接近SQUID器件并已达到fT 量级。同时这类传感器又具有体积小、结构简单、工艺成熟、便于大规模生产等优势，使其在未来发展潜力巨大。就该复合式磁传感器而言，进一步提升器件的探测精度是其未来研究发展的主要方向。

一方面，继续减小超导磁场放大器的狭窄区域宽度至1 μm以下，同时增大磁场放大器的有效面积都可以将磁场放大倍数继续提升至几千甚至上万倍，但是同时会对传感器的工作区间以及小型化造成影响。另一方面，使用灵敏度更高的磁电阻传感器件(TMR、巨磁阻抗器件(GMI)等[35])，将有望使得该复合式传感器的磁场探测精度达到1fT，甚至0.1 fT 的量级。

图像传感器

图像传感器是应用光电器件的光电转换功用。将感光面上的光像转换为与光像成相应比例关系的电信号。与光敏二极管，光敏三极管等“点”光源的光敏元件相比，图像传感器是将其受光面上的光像，分红许多小单元，将其转换成可用的电信号的一种功用器件。

图像传感器分为光导摄像管和固态图像传感器。与光导摄像管相比，固态图像传感用具有体积小、重量轻、集成度高、分辨率高、功耗低、寿命长、价钱低等特性。因此在各个行业得到了普遍应用。