1992年日本名古屋大学K.Mohri 教授等发现，当高频电流或脉冲电流通过Co-Fe-Si-B 非晶丝时，丝阻抗沿轴向外磁场发生巨大的变化，最大相对变化率达到120%，此现象被称为巨磁阻抗(Giant Magneto-Impedance，GMI)效应，如图8-12 所示。它比1988年发现的巨磁电阻效应的值要高1 ～2 个数量级。这是目前世界上对微弱磁场最敏感的信息传感材料，这种新型传感器有以下特点：灵敏度高，比霍尔器件高10 ～100 倍；线性度好；使用温度范围宽，可在-195 ～300℃正常工作；稳定性好，其磁稳定性＜10 -8；这种器件可以在很多领域内替代原有传感器，使产品自动控制系统提高到一个新水平。
图8-12 非晶丝的磁畴模型
巨磁阻抗(GMI)效应是指材料的交流阻抗在外磁场的作用下发生显著变化的现象。首先在Co 基非晶丝中发现由于GMI 效应具有灵敏度高、响应快和无磁滞等特点，在磁记录和传感器方面有着广泛的应用前景，成为近年来研究的热点。人们不仅在多种磁各向异性常数K 小、磁致伸缩系数小的丝、带和膜中发现了GMI 效应，而且发现其机理涉及磁电感效应、趋肤效应和铁磁共振效应等。根据交流驱动磁场的方向，GMI 效应可以分为横向驱动和纵向驱动两种。对于横向(常规)GMI 效应，电流流过样品，产生的驱动磁场垂直于样品轴向，用四探针法提取阻抗变化的信号；纵向驱动GMI 效应是把样品放入一线圈，并使其长轴平行于线圈的轴向，驱动电流不直接流过样品，而是通过此取样线圈。样品和线圈组成一个等效阻抗元件，电流大小由串联在电路中的电阻两端的电压进行监控。采用高频感应加热熔融拉引法(Taylor-Ulitovsky 方法)制备的玻璃包裹丝，相对传统的水冷拉丝法(in-rotating-water spinning)，制备工艺更为简单，丝的直径减小，软磁性能提高，同时玻璃包裹层使得材料具有良好的抗腐蚀性能，对器件的小型化、集成化和适应复杂环境等都有其独特的优点。
GMI 效应与多种因素有关，其大小与驱动电流及材料本身的磁特性、结构及尺寸有关。人们对非晶和纳米晶玻璃包裹丝的GMI 效应进行了大量基础和应用方面的研究，主要集中在材料的组分、磁结构、所受应力或扭矩、热处理以及不同温度、驱动电流的频率、大小和方向，对材料的磁阻抗的影响已有报道纵向驱动方式下Fe 基纳米晶丝的最大磁阻抗变化可达1 020。目前还没有纳米晶玻璃包裹丝不同金属芯直径的磁特性和巨磁阻抗效应的系统研究，试验出CO 基非晶丝和达到1 145。(www.xing528.com)
由于非晶丝技术的新颖性及军事应用资料保密性，目前该技术资料主要反映在民用方面。资料表明，各国在发展非晶丝的应用方面都有自己的特点，美国重点在电力方面的应用上，大力发展非晶态合金配电变压器；日本重点在电子方面的应用上，重点发展了采用非晶丝的磁头和高频开关电源，另外在高速公路车流量检测方面，正在开发基于非晶丝传感器的磁探测头，如图8-13 所示。
图8-13 GMI 非晶丝巨磁阻抗传感器
(a)GMI 元件结构俯瞰；(b)GMI 元件结构剖面；(c)GMI 元件照片实物；(d)GMI 应用的3 轴GMI 芯片结构；(e)GMI 传感器实物及尺寸参数
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
