[发明专利]磁传感器、磁场测量方法及磁传感器的制备方法

说明书

本发明涉及一种磁传感器、磁场测量方法及磁传感器的制备方法，磁传感器包括：衬底层；导电磁敏感层，形成于衬底层上，用于在一测试电流的作用下输出磁场测量信号，磁场测量信号用于表征待测磁场的场强；忆阻材料层，形成于导电磁敏感层上；顶电极层，形成于忆阻材料层上，顶电极层与导电磁敏感层间用于加载一可调的脉冲电压信号；其中，忆阻材料层在不同的脉冲电压信号作用下的阻态不同，且忆阻材料层在不同的脉冲电压信号作用下与导电磁敏感层之间的氧空位注入情况不同。本发明的磁传感器的量程和工作模式可调，兼具宽量程和高精度的工作特性，能够高效准确地获取待测磁场的场强。

技术领域

本申请涉及传感器技术领域，特别是涉及一种磁传感器、磁场测量方法及磁传感器的制备方法。

背景技术

磁传感器是对磁场大小变化及进行测量的一种传感器，在不同的应用场景下，对磁传感器的量程需求也有所不同。为了满足不同应用场景的量程需求，需要磁传感器兼具宽量程和高精度的属性，并且能够实现大范围的量程切换或功能切换，而传统的磁传感器难以同时实现上述需求。

发明内容

基于此，有必要提供一种量程和工作模式可调以兼具宽量程和高精度的工作特性的磁传感器、磁场测量方法及磁传感器的制备方法。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种磁传感器，包括：

衬底层；

导电磁敏感层，形成于衬底层上，导电磁敏感层用于在一测试电流的作用下输出磁场测量信号，磁场测量信号用于表征待测磁场的场强；

忆阻材料层，形成于导电磁敏感层上；

顶电极层，形成于忆阻材料层上，顶电极层与导电磁敏感层间用于加载一可调的脉冲电压信号；

其中，忆阻材料层在不同的脉冲电压信号作用下的阻态不同，且忆阻材料层在不同的脉冲电压信号作用下与导电磁敏感层之间的氧空位注入情况不同。

上述磁传感器，利用忆阻材料氧空位迁移的特性，通过在顶电极层和导电磁敏感层间加载脉冲电压信号，控制忆阻材料层与导电磁敏感层间的氧空位注入情况，进而控制磁传感器的工作特性。在不同场景下对磁传感器的量程需求不同时，本申请实施例提供的磁传感器，通过上述结构，可通过施加脉冲电压信号，及时调整磁传感器的量程和工作模式以适应实际需求，同时具备宽量程和高精度的良好工作特性，能够更加高效准确地获取待测磁场的场强。

在其中一个实施例中，导电磁敏感层、忆阻材料层或顶电极层中的至少一个为霍尔巴结构。

在其中一个实施例中，当导电磁敏感层为霍尔巴结构时，导电磁敏感层的霍尔巴长轴的两端分别设有测试电流的输入电极，导电磁敏感层的其中一个霍尔巴短轴的两端分别设有磁场测量信号的输出电极。

在其中一个实施例中，当导电磁敏感层、忆阻材料层和顶电极层均为霍尔巴结构时，忆阻材料层的霍尔巴结构在导电磁敏感层上的投影，以及顶电极层的霍尔巴结构在导电磁敏感层上的投影均落在导电磁敏感层所在区域内。

在其中一个实施例中，导电磁敏感层为导电磁氧化物材料。

在其中一个实施例中，忆阻材料层为具有非易失性阻变特性的氧化物材料。

在其中一个实施例中，顶电极层为导电金属材料。

在其中一个实施例中，导电磁敏感层的厚度为10nm～20nm，忆阻材料层的厚度为10nm～200nm。

第二方面，本发明还提供一种磁场测量方法，包括：

将上述第一方面中的任一磁传感器置于待测磁场中；

在顶电极层与导电磁敏感层间加载脉冲电压信号；

在导电磁敏感层上施加测试电流；