[发明专利]一种基于量子效应的高灵敏加速度探测器

说明书

本发明涉及加速度探测领域，具体提供了一种基于量子效应的高灵敏加速度探测器，本发明提供了一种基于量子效应的高灵敏加速度探测器。本发明中，钉扎层、势垒层、自由层构成磁隧道结。应用时，在加速度的作用下，质量块压缩自由层；同时，应用固定磁场作用于本发明。通过测量在加速度作用下和未在加速度作用下，磁隧道结磁电阻的差异，确定待测加速度。在本发明中，质量块改变了自由层内部的应力，改变了势垒层中产生的量子隧穿，从而改变了磁隧道结的磁电阻。因为自由层的磁性或自旋严重地依赖于其内部的应力，所以本发明具有加速度探测灵敏度高的优点。另外，本发明是基于传统电学的，信号处理简单，器件尺寸小。

技术领域

本发明涉及加速度探测领域，具体涉及一种基于量子效应的高灵敏加速度探测器。

背景技术

加速度传感器是一种能够测量加速度的传感器。虽然，基于光纤的加速度传感器能够实现较为灵敏的加速度探测，但是，基于光纤的加速度传感器需要光源和光探测设备，这些使得基于光纤的加速度传感器设备复杂，质量重。因此，基于电学原理的加速度传感器仍然占据主流。常见的基于电学原理的加速度传感器有电容式、电感式、应变式、压电式等。由于其机理的限制，这些传统加速度传感器的灵敏度低，不能满足高灵敏度加速度的探测需求。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供了一种基于量子效应的高灵敏加速度探测器，包括反铁磁层、钉扎层、势垒层、自由层、质量块，钉扎层置于反铁磁层上，势垒层置于钉扎层上，自由层置于势垒层上，势垒层隔开钉扎层和自由层，质量块置于自由层上，质量块的尺寸小于自由层的表面积。

更进一步地，还包括突出部，突出部固定连接在质量块的下侧，突出部伸入自由层内。

更进一步地，突出部为圆柱形，突出部周期性设置。

更进一步地，突出部的材料与自由层的材料不同。

更进一步地，质量块为磁性材料。

更进一步地，还包括弹性部，弹性部置于自由层上，质量块固定在弹性部上。

更进一步地，自由层的表面设有凹槽，凹槽内设有颗粒，弹性部置于颗粒上。

更进一步地，颗粒的材料为磁性材料。

更进一步地，颗粒的材料与自由层的材料不同。

更进一步地，颗粒的材料为压磁材料。

本发明的有益效果：本发明提供了一种基于量子效应的高灵敏加速度探测器。本发明中，钉扎层、势垒层、自由层构成磁隧道结。应用时，在加速度的作用下，质量块压缩自由层；同时，应用固定磁场作用于本发明。通过测量在加速度作用下和未在加速度作用下，磁隧道结磁电阻的差异，确定待测加速度。在本发明中，质量块改变了自由层内部的应力，改变了自由层的自旋状态，改变了势垒层中产生的量子隧穿，从而改变了磁隧道结的磁电阻。因为自由层的磁性或自旋严重地依赖于其内部的应力，所以本发明具有加速度探测灵敏度高的优点。另外，本发明是基于传统电学的，信号处理简单，器件尺寸小。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是一种基于量子效应的高灵敏加速度探测器的示意图。

图2是又一种基于量子效应的高灵敏加速度探测器的示意图。

图3是又一种基于量子效应的高灵敏加速度探测器的示意图。

图4是又一种基于量子效应的高灵敏加速度探测器的示意图。

图中：1、反铁磁层；2、钉扎层；3、势垒层；4、自由层；5、质量块；6、突出部；7、弹性部；8、颗粒。

具体实施方式