一種基于拓?fù)浣^緣體的磁場(chǎng)測(cè)量計(jì)及其測(cè)量方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于拓?fù)浣^緣體的磁場(chǎng)測(cè)量計(jì)及其測(cè)量方法。本發(fā)明的磁場(chǎng)測(cè)量計(jì)包括：探頭和分析器；其中，探頭為平板狀的拓?fù)浣^緣體；分析器為磁阻信號(hào)分析器；磁場(chǎng)的方向垂直于拓?fù)浣^緣體的表面；在拓?fù)浣^緣體的表面設(shè)置有一對(duì)電流電極和一對(duì)磁阻電極，電流電極和磁阻電極在同一個(gè)方向上；磁阻電極與磁阻信號(hào)分析器相連接。拓?fù)浣^緣體對(duì)溫度不敏感，可在很大范圍內(nèi)使用。本發(fā)明極大地拓寬了傳統(tǒng)的探頭的磁場(chǎng)探測(cè)區(qū)間，并且在低溫區(qū)仍工作良好，非常適合極端條件下的實(shí)驗(yàn)室研究，如醫(yī)學(xué)中的核磁共振成像，軍事中電磁脈沖彈效果的測(cè)量，以及航天中極低宇宙溫度與等離子體風(fēng)暴的強(qiáng)場(chǎng)等；同時(shí)結(jié)合霍爾效應(yīng)，在傳統(tǒng)領(lǐng)域的應(yīng)用也游刃有余。
【專利說(shuō)明】一種基于拓?fù)浣^緣體的磁場(chǎng)測(cè)量計(jì)及其測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及磁場(chǎng)測(cè)量技術(shù)，具體涉及一種基于拓?fù)浣^緣體的磁場(chǎng)測(cè)量計(jì)及其測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的磁場(chǎng)測(cè)量采用特斯拉計(jì)，基于霍爾效應(yīng)進(jìn)行測(cè)量，特斯拉計(jì)包括探頭和儀表。但是傳統(tǒng)探頭一般采用半導(dǎo)體材料，線性區(qū)間較窄，只能工作于較小的溫區(qū)與場(chǎng)強(qiáng)之中，而且受雜質(zhì)影響較顯著，所以在極端環(huán)境下的應(yīng)用受限。然而隨著研究與生產(chǎn)的深入，極端條件的磁測(cè)量成了必要的課題。
[0003]拓?fù)浣^緣體是一種具有新奇量子特性的物質(zhì)狀態(tài)，為近幾年來(lái)物理學(xué)的重要科學(xué)前沿之一。拓?fù)浣^緣體是一種新的量子物態(tài)。傳統(tǒng)上固體材料可以按照其導(dǎo)電性質(zhì)分為絕緣體和導(dǎo)體，其中絕緣體材料在其費(fèi)米能處存在著有限大小的能隙，因而幾乎沒(méi)有自由載流子；金屬材料在費(fèi)米能級(jí)處存在著有限的電子態(tài)密度，進(jìn)而擁有自由載流子。而拓?fù)浣^緣體是一類非常特殊的絕緣體，從理論上分析，這類材料體相的能帶結(jié)構(gòu)是典型的絕緣體類型，在費(fèi)米能處存在著能隙，然而在該類材料的表面則總是存在著穿越能隙的狄拉克型的電子態(tài)，因而導(dǎo)致其表面總是金屬性的。拓?fù)浣^緣體這一特殊的電子結(jié)構(gòu)，是由其能帶結(jié)構(gòu)的特殊拓?fù)湫再|(zhì)所決定的，這使得該領(lǐng)域研究成了當(dāng)今凝聚態(tài)物理的焦點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，基于當(dāng)今研究的前沿發(fā)現(xiàn)，利用拓?fù)浣^緣體獨(dú)特的電磁性質(zhì)，本發(fā)明提出了一種基于拓?fù)浣^緣體的磁場(chǎng)測(cè)量計(jì)及其測(cè)量方法。
[0005]本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種基于拓?fù)浣^緣體的磁場(chǎng)測(cè)量計(jì)。
[0006]本發(fā)明的基于拓?fù)浣^緣體的磁場(chǎng)測(cè)量計(jì)包括:探頭和分析器；其中，探頭為平板狀的拓?fù)浣^緣體；分析器為磁阻信號(hào)分析器；磁場(chǎng)的方向垂直于拓?fù)浣^緣體的表面；在拓?fù)浣^緣體的表面設(shè)置有一對(duì)電流電極和一對(duì)磁阻電極，電流電極和磁阻電極在同一個(gè)方向上；磁阻電極與磁阻信號(hào)分析器相連接。
[0007]拓?fù)浣^緣體的體內(nèi)存在價(jià)帶與導(dǎo)帶間的能隙，而在表面則有線性色散關(guān)系的狄拉克錐，與石墨烯不同，拓?fù)浣^緣體的狄拉克錐是奇數(shù)個(gè)，這種表面態(tài)受時(shí)間反演對(duì)稱性保護(hù)。由于時(shí)間反演對(duì)稱性的保護(hù)，拓?fù)浣^緣體的表面態(tài)可以非常強(qiáng)且穩(wěn)定，在理想情況下，不受非磁性雜質(zhì)，溫度擾動(dòng)等的影響，電子輸運(yùn)中背散射散射被抑制。由于表面的線性色散關(guān)系，根據(jù)阿布里科索夫模型，垂直于樣品表面加磁場(chǎng)可以得到線性磁阻，在部分樣品中還看到了線性巨磁阻，該特性與溫度及面內(nèi)磁場(chǎng)無(wú)關(guān)。二維拓?fù)浣^緣體存在一個(gè)臨界厚度，當(dāng)樣品厚度小于臨界厚度時(shí)，樣品為絕緣體；當(dāng)厚度大于臨界厚度時(shí)，樣品出現(xiàn)量子相變轉(zhuǎn)變?yōu)榱孔幼孕魻柦^緣體。
[0008]拓?fù)浣^緣體的厚度在納米尺度。拓?fù)浣^緣體可采用分子束外延MBE、化學(xué)氣相沉積CVD、混合物理化學(xué)氣相沉積HPCVD和氣液固生長(zhǎng)法VLS等多種方法進(jìn)行生長(zhǎng)并控制其厚度。拓?fù)浣^緣體為碲化汞HgTe、碲化鉍Bi2Te3、硒化鉍Bi2Se3、銻化鉍BiSb、碲化銀Ag2TeJB化秘鍺GeBiSe、窄帶重元素半導(dǎo)體、拓?fù)浣^緣體異質(zhì)結(jié)、拓?fù)浣^緣體超晶格結(jié)構(gòu)、惠氏化合物、近藤拓?fù)浣^緣體、有機(jī)拓?fù)浣^緣體以及通過(guò)應(yīng)力和摻雜導(dǎo)致拓?fù)湎嗟奈镔|(zhì)中的一種或多種。
[0009]本發(fā)明的磁場(chǎng)測(cè)量計(jì)，探頭采用拓?fù)浣^緣體，磁場(chǎng)方向垂直于拓?fù)浣^緣體，電流通過(guò)電流電極流過(guò)拓?fù)浣^緣體，磁場(chǎng)垂直于電流和拓?fù)浣^緣體。在研究中發(fā)現(xiàn)，拓?fù)浣^緣體的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良的磁阻性質(zhì)，磁阻與磁場(chǎng)成線性關(guān)系，滿足B=axxRxx+bxx，其中，B為磁場(chǎng)強(qiáng)度，Rxx為磁阻，axx和bxx為系數(shù)，通過(guò)線性擬合求得。因此，只要測(cè)量得到了磁阻，就能夠得到磁場(chǎng)強(qiáng)度。恒流源通過(guò)電流電極流過(guò)拓?fù)浣^緣體，與電流方向平行設(shè)置一對(duì)磁阻電極，通過(guò)引線將磁阻信號(hào)傳輸至磁阻信號(hào)分析器，測(cè)量磁阻電極兩端的電壓得到磁阻，從而得到磁場(chǎng)強(qiáng)度。
[0010]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，從小場(chǎng)到15T線性保持良好，把磁場(chǎng)作為磁阻的函數(shù)進(jìn)行擬合，也得到非常線性的結(jié)果，在一般特斯拉計(jì)的工作范圍(O?3T)外均能保持在1%的誤差以內(nèi)，O?3T中由于弱反局域化的作用略有偏離。
[0011 ] 因此，本發(fā)明進(jìn)一步包括一對(duì)霍爾電極及霍爾信號(hào)分析器，一對(duì)霍爾電極垂直于電流方向設(shè)置在拓?fù)浣^緣體的表面，霍爾電極通過(guò)引線連接至霍爾信號(hào)分析器，將霍爾信號(hào)傳輸至霍爾信號(hào)分析器，從而測(cè)量拓?fù)浣^緣體的霍爾效應(yīng)引起的霍爾電壓，通過(guò)霍爾電壓得到磁場(chǎng)強(qiáng)度。測(cè)量拓?fù)浣^緣體的霍爾效應(yīng)，在O?3T的范圍內(nèi)恰好霍爾效應(yīng)線性極佳，全程誤差保持在0.1奧斯特左右，而大場(chǎng)下較磁阻線性度遜色。
[0012]進(jìn)一步，本發(fā)明還包括篩選器，磁阻電極和霍爾電極分別通過(guò)引線連接至篩選器，將磁阻信號(hào)和霍爾信號(hào)分別傳輸至篩選器，篩選器分別連接至磁阻信號(hào)分析器和霍爾信號(hào)分析器；當(dāng)信號(hào)大于或等于一定閾值時(shí)，篩選器將磁阻信號(hào)分析器導(dǎo)通，霍爾信號(hào)分析器截?cái)?，從而根?jù)磁阻信號(hào)進(jìn)行擬合得到磁場(chǎng)強(qiáng)度；當(dāng)信號(hào)小于一定閾值時(shí)，篩選器將霍爾信號(hào)分析器導(dǎo)通，磁阻信號(hào)分析器截?cái)?，從而根?jù)霍爾信號(hào)進(jìn)行擬合得到磁場(chǎng)強(qiáng)度磁阻信號(hào)。本發(fā)明將傳統(tǒng)的霍爾效應(yīng)測(cè)量磁場(chǎng)強(qiáng)度與通過(guò)拓?fù)浣^緣體的磁阻得到磁場(chǎng)強(qiáng)度結(jié)合在一起，利用拓?fù)浣^緣體在O?3T的范圍內(nèi)恰好霍爾效應(yīng)線性極佳，而在一般特斯拉計(jì)的工作范圍(O?3T)外磁場(chǎng)與磁阻的線性能保持在1%的誤差以內(nèi)，從而測(cè)量范圍更大，測(cè)量精度更高。
[0013]由于拓?fù)浣^緣體對(duì)溫度不敏感，所以略加溫度修正就可以在很大范圍內(nèi)使用，同時(shí)磁阻信號(hào)與霍爾信號(hào)一樣，都只對(duì)垂直表面的磁場(chǎng)響應(yīng)。略微轉(zhuǎn)動(dòng)霍爾探頭，找到最大的信號(hào)，此時(shí)磁場(chǎng)恰好垂直于拓?fù)浣^緣體的表面。
[0014]本發(fā)明極大地拓寬了傳統(tǒng)的探頭的磁場(chǎng)探測(cè)區(qū)間，并且在低溫區(qū)仍工作良好，非常適合極端條件下的實(shí)驗(yàn)室研究，如醫(yī)學(xué)中的核磁共振成像，軍事中電磁脈沖彈效果的測(cè)量，以及航天中極低宇宙溫度與等離子體風(fēng)暴的強(qiáng)場(chǎng)等。同時(shí)結(jié)合霍爾效應(yīng)，在傳統(tǒng)領(lǐng)域的應(yīng)用也游刃有余。
[0015]本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種基于拓?fù)浣^緣體的磁場(chǎng)測(cè)量計(jì)的測(cè)量方法。
[0016]本發(fā)明的基于拓?fù)浣^緣體的磁場(chǎng)測(cè)量計(jì)的測(cè)量方法，包括以下步驟:
[0017]I)標(biāo)定:在垂直于拓?fù)浣^緣體的表面的方向施加已知磁場(chǎng)，在平行于拓?fù)浣^緣體的表面施加電流，測(cè)量平行于電流方向的電壓得到磁阻，測(cè)量垂直于電流方向的霍爾電壓得到霍爾電阻，在閾值以上，對(duì)磁阻進(jìn)行線性擬合，得到磁阻與磁場(chǎng)強(qiáng)度之間的線性關(guān)系B=axxRxx+bxx，在閾值以下，對(duì)霍爾電阻進(jìn)行線性擬合，得到霍爾電阻與磁場(chǎng)強(qiáng)度之間的線性關(guān)系B=axyRxy+bxy，其中，B為磁場(chǎng)強(qiáng)度，Rxx為磁阻，axx和bxx為磁阻與磁場(chǎng)強(qiáng)度的線性系數(shù)，Rxy為霍爾電阻，axy和bxy為霍爾電阻與磁場(chǎng)強(qiáng)度的線性系數(shù)；
[0018]2)測(cè)量:在垂直于拓?fù)浣^緣體表面的方向施加待測(cè)量的磁場(chǎng)，在平行于拓?fù)浣^緣體的表面施加恒定的電流，測(cè)量平行于電流方向的電壓得到磁阻信號(hào)，測(cè)量垂直于電流方向的霍爾電壓得到霍爾信號(hào)；
[0019]3)計(jì)算得到磁場(chǎng)強(qiáng)度:磁阻信號(hào)和霍爾信號(hào)分別傳輸至篩選器，當(dāng)信號(hào)大于或等于一定閾值時(shí)，篩選器將磁阻信號(hào)分析器導(dǎo)通，霍爾信號(hào)分析器截?cái)?，從而根?jù)磁阻信號(hào)進(jìn)行擬合得到磁場(chǎng)強(qiáng)度；當(dāng)信號(hào)小于一定閾值時(shí)，篩選器將霍爾信號(hào)分析器導(dǎo)通，磁阻信號(hào)分析器截?cái)啵瑥亩鶕?jù)霍爾信號(hào)進(jìn)行擬合得到磁場(chǎng)強(qiáng)度磁阻信號(hào)。
[0020]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
[0021]本發(fā)明的磁場(chǎng)測(cè)量計(jì)探頭采用拓?fù)浣^緣體，利用磁阻與磁場(chǎng)的線性關(guān)系，通過(guò)測(cè)量磁阻得到磁場(chǎng)強(qiáng)度。由于拓?fù)浣^緣體對(duì)溫度不敏感，可以在很大范圍內(nèi)使用，同時(shí)磁阻信號(hào)與霍爾信號(hào)一樣，都只對(duì)垂直表面的磁場(chǎng)響應(yīng)，這樣就可以使用霍爾探頭中尋找最大磁場(chǎng)方向的辦法來(lái)進(jìn)行測(cè)量。本發(fā)明極大地拓寬了傳統(tǒng)的探頭的磁場(chǎng)探測(cè)區(qū)間，并且在低溫區(qū)仍工作良好，非常適合極端條件下的實(shí)驗(yàn)室研究，如醫(yī)學(xué)中的核磁共振成像，軍事中電磁脈沖彈效果的測(cè)量，以及航天中極低宇宙溫度與等離子體風(fēng)暴的強(qiáng)場(chǎng)等；同時(shí)結(jié)合霍爾效應(yīng)，在傳統(tǒng)領(lǐng)域的應(yīng)用也游刃有余。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為拓?fù)浣^緣體的能帶結(jié)構(gòu)圖，其中，(a)為二維拓?fù)浣^緣體的能帶結(jié)構(gòu)圖，(b)為三維拓?fù)浣^緣體的能帶結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖2為本發(fā)明的基于拓?fù)浣^緣體的磁場(chǎng)測(cè)量計(jì)的一個(gè)實(shí)施例的探頭的引線連接的不意圖；
[0024]圖3為本發(fā)明的基于拓?fù)浣^緣體的磁場(chǎng)測(cè)量計(jì)的一個(gè)實(shí)施例的信號(hào)連接的框圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖，通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0026]圖1為拓?fù)浣^緣體的能帶結(jié)構(gòu)圖，其中，(a)為二維拓?fù)浣^緣體的能帶結(jié)構(gòu)圖，(b)為三維拓?fù)浣^緣體的能帶結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，拓?fù)浣^緣體的體內(nèi)存在價(jià)帶與導(dǎo)帶間的能隙，而在表面則有線性色散關(guān)系的狄拉克錐，與石墨烯不同，拓?fù)浣^緣體的狄拉克錐是奇數(shù)個(gè)，這種表面態(tài)受時(shí)間反演對(duì)稱性保護(hù)。
[0027]如圖2所示,本實(shí)施例的基于拓?fù)浣^緣體的磁場(chǎng)測(cè)量計(jì),拓?fù)浣^緣體在xy平面,磁場(chǎng)沿z方向，在拓?fù)浣^緣體的表面上設(shè)置一對(duì)電流電極A和D，電流I沿X方向，平行于電流方向設(shè)置一對(duì)磁阻電極B和C沿X方向，垂直于電流方向設(shè)置霍爾電極E和F沿y方向。恒流源I從電流電極A進(jìn)入，從電流電極D流出，磁阻電極B和C測(cè)量電壓\得到磁阻，霍爾電極E和F測(cè)量霍爾電壓Vh。
[0028]如圖3所示，磁阻電極B和C與霍爾電極E和F分別通過(guò)引線連接至篩選器，將磁阻信號(hào)與霍爾信號(hào)分別傳輸至篩選器，篩選器分別與磁阻信號(hào)分析器和霍爾信號(hào)分析器相連接。當(dāng)磁阻信號(hào)或霍爾信號(hào)大于或等于一定閾值時(shí)，篩選器將磁阻信號(hào)分析器導(dǎo)通，霍爾信號(hào)分析器截?cái)啵瑥亩鶕?jù)磁阻信號(hào)進(jìn)行擬合得到磁場(chǎng)強(qiáng)度；當(dāng)磁阻信號(hào)或霍爾信號(hào)小于一定閾值時(shí)，篩選器將霍爾信號(hào)分析器導(dǎo)通，磁阻信號(hào)分析器截?cái)啵瑥亩鶕?jù)霍爾信號(hào)進(jìn)行擬合得到磁場(chǎng)強(qiáng)度磁阻信號(hào)。磁阻信號(hào)分析器和霍爾信號(hào)分析器分別連接至輸出顯示器，從而顯示磁場(chǎng)強(qiáng)度的值。
[0029]本實(shí)施例的基于拓?fù)浣^緣體的磁場(chǎng)測(cè)量計(jì)的測(cè)量方法，包括以下步驟:
[0030]I)標(biāo)定:提供拓?fù)浣^緣體，在垂直于拓?fù)浣^緣體的表面的方向施加已知磁場(chǎng)，在平行于拓?fù)浣^緣體的表面施加電流，測(cè)量平行于電流方向的電壓得到磁阻，測(cè)量垂直于電流方向的霍爾電壓得到霍爾電阻，在閾值以上，對(duì)磁阻進(jìn)行線性擬合，得到磁阻與磁場(chǎng)強(qiáng)度之間的線性關(guān)系B=AxRxJbxx，在閾值以下，對(duì)霍爾電阻進(jìn)行線性擬合，得到霍爾電阻與磁場(chǎng)強(qiáng)度之間的線性關(guān)系B=axyRxy+bxy，其中，B為磁場(chǎng)強(qiáng)度，Rxx為磁阻，axx和bxx為磁阻與磁場(chǎng)強(qiáng)度的線性系數(shù)，Rxy為霍爾電阻，axy和bxy為霍爾電阻與磁場(chǎng)強(qiáng)度的線性系數(shù)；
[0031]2)測(cè)量:在垂直于拓?fù)浣^緣體的表面的方向施加待測(cè)量的磁場(chǎng),在平行于拓?fù)浣^緣體的表面施加恒定的電流，測(cè)量平行于電流方向的電壓得到磁阻信號(hào)，測(cè)量垂直于電流方向的霍爾電壓得到霍爾信號(hào)；
[0032]3)計(jì)算得到磁場(chǎng)強(qiáng)度:磁阻信號(hào)和霍爾信號(hào)分別傳輸至篩選器，當(dāng)信號(hào)大于或等于一定閾值(該閾值對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度為3T)時(shí)，篩選器將磁阻信號(hào)分析器導(dǎo)通，霍爾信號(hào)分析器截?cái)啵瑥亩鶕?jù)磁阻信號(hào)進(jìn)行擬合得到磁場(chǎng)強(qiáng)度；當(dāng)信號(hào)小于一定閾值時(shí)，篩選器將霍爾信號(hào)分析器導(dǎo)通，磁阻信號(hào)分析器截?cái)?，從而根?jù)霍爾信號(hào)進(jìn)行擬合得到磁場(chǎng)強(qiáng)度磁阻信號(hào)，然后傳輸至輸出顯示器，顯示出磁場(chǎng)強(qiáng)度。
[0033]最后需要注意的是，公布實(shí)施方式的目的在于幫助進(jìn)一步理解本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)明及所附的權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)，各種替換和修改都是可能的。因此，本發(fā)明不應(yīng)局限于實(shí)施例所公開(kāi)的內(nèi)容，本發(fā)明要求保護(hù)的范圍以權(quán)利要求書(shū)界定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種磁場(chǎng)測(cè)量計(jì)，所述磁場(chǎng)測(cè)量計(jì)包括:探頭和分析器；其特征在于，所述探頭為平板狀的拓?fù)浣^緣體；所述分析器為磁阻信號(hào)分析器；磁場(chǎng)的方向垂直于所述拓?fù)浣^緣體的表面；在所述拓?fù)浣^緣體的表面設(shè)置有一對(duì)電流電極和一對(duì)磁阻電極，電流電極和磁阻電極在同一個(gè)方向上；所述磁阻電極與磁阻信號(hào)分析器相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的磁場(chǎng)測(cè)量計(jì)，其特征在于，所述拓?fù)浣^緣體的厚度在納米尺度。
3.如權(quán)利要求1所述的磁場(chǎng)測(cè)量計(jì)，其特征在于，進(jìn)一步包括一對(duì)霍爾電極及霍爾信號(hào)分析器，一對(duì)霍爾電極垂直于電流方向設(shè)置在拓?fù)浣^緣體的表面，霍爾電極與霍爾信號(hào)分析器相連接。
4.如權(quán)利要求3所述的磁場(chǎng)測(cè)量計(jì)，其特征在于，進(jìn)一步包括篩選器，所述磁阻電極和霍爾電極分別通過(guò)引線連接至篩選器，將磁阻信號(hào)和霍爾信號(hào)分別傳輸至篩選器，篩選器分別連接至磁阻信號(hào)分析器和霍爾信號(hào)分析器。
5.如權(quán)利要求4所述的磁場(chǎng)測(cè)量計(jì)，其特征在于，進(jìn)一步包括輸出顯示器，所述磁阻信號(hào)分析器和霍爾信號(hào)分析器分別連接至所述輸出顯示器。
6.如權(quán)利要求1所述的磁場(chǎng)測(cè)量計(jì)，其特征在于，所述拓?fù)浣^緣體為碲化汞HgTe、碲化鉍Bi2Te3、硒化鉍Bi2Se3、銻化鉍BiSb、碲化銀Ag2Te、硒化鉍鍺GeBiSe、窄帶重元素半導(dǎo)體、拓?fù)浣^緣體異質(zhì)結(jié)、拓?fù)浣^緣體超晶格結(jié)構(gòu)、惠氏化合物、近藤拓?fù)浣^緣體、有機(jī)拓?fù)浣^緣體以及通過(guò)應(yīng)力和摻雜導(dǎo)致拓?fù)湎嗟奈镔|(zhì)中的一種或多種。
7.如權(quán)利要求1所述的磁場(chǎng)測(cè)量計(jì)，其特征在于，所述拓?fù)浣^緣體采用分子束外延MBE、化學(xué)氣相沉積CVD、混合物理化學(xué)氣相沉積HPCVD和氣液固生長(zhǎng)法VLS中的一種或多種方法進(jìn)行生長(zhǎng)并控制其厚度。
8.—種磁場(chǎng)測(cè)量計(jì)的測(cè)量方法，其特征在于，所述測(cè)量方法包括: 1)標(biāo)定:提供拓?fù)浣^緣體，在垂直于拓?fù)浣^緣體的表面的方向施加已知磁場(chǎng)，在平行于拓?fù)浣^緣體的表面施加電流，測(cè)量平行于電流方向的電壓得到磁阻，測(cè)量垂直于電流方向的霍爾電壓得到霍爾電阻，在閾值以上，對(duì)磁阻進(jìn)行線性擬合，得到磁阻與磁場(chǎng)強(qiáng)度之間的線性關(guān)系B=axxRxx+bxx，在閾值以下，對(duì)霍爾電阻進(jìn)行線性擬合，得到霍爾電阻與磁場(chǎng)強(qiáng)度之間的線性關(guān)系B=axyRxy+bxy，其中，B為磁場(chǎng)強(qiáng)度，Rxx為磁阻，axx和bxx為磁阻與磁場(chǎng)強(qiáng)度的線性系數(shù)，Rxy為霍爾電阻，axy和bxy為霍爾電阻與磁場(chǎng)強(qiáng)度的線性系數(shù)； 2)測(cè)量:在垂直于拓?fù)浣^緣體表面的方向施加待測(cè)量的磁場(chǎng),在平行于拓?fù)浣^緣體的表面施加恒定的電流，測(cè)量平行于電流方向的電壓得到磁阻信號(hào)，測(cè)量垂直于電流方向的霍爾電壓得到霍爾信號(hào)； 3)計(jì)算得到磁場(chǎng)強(qiáng)度:磁阻信號(hào)和霍爾信號(hào)分別傳輸至篩選器，當(dāng)信號(hào)大于或等于一定閾值時(shí)，篩選器將磁阻信號(hào)分析器導(dǎo)通，霍爾信號(hào)分析器截?cái)?，從而根?jù)磁阻信號(hào)進(jìn)行擬合得到磁場(chǎng)強(qiáng)度；當(dāng)信號(hào)小于一定閾值時(shí)，篩選器將霍爾信號(hào)分析器導(dǎo)通，磁阻信號(hào)分析器截?cái)啵瑥亩鶕?jù)霍爾信號(hào)進(jìn)行擬合得到磁場(chǎng)強(qiáng)度。
9.如權(quán)利要求8所述的測(cè)量方法，其特征在于，所述拓?fù)浣^緣體采用分子束外延MBE、化學(xué)氣相沉積CVD、混合物理化學(xué)氣相沉積HPCVD、氣液固生長(zhǎng)法VLS中的一種或多種方法進(jìn)行生長(zhǎng)并控制其厚度。
【文檔編號(hào)】G01R33/07GK103454602SQ201310412512
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月11日
【發(fā)明者】王健, 馬錚, 劉易, 趙弇菲, 王慧超 申請(qǐng)人:北京大學(xué)