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TMR/超導復合式磁傳感器

1995 年，由美國麻省理工學院和日本東北大學的兩個研究小組獨立發現，將兩個磁性電極層之間用極薄的絕緣層分開會產生很大的磁電阻效應(室溫下達到11%)。這種由磁性層/絕緣層/磁性層構成的結構，稱為磁性隧道結(MTJ)。在MTJ 中，中間的絕緣層很薄(幾個納米)，使得可以有大量電子隧穿通過。通過隧道結的電流依賴于兩個磁性層的磁化強度矢量的相對取向。這種隧穿電流隨外磁場變化的效應被稱為隧道磁電阻(TMR)效應。隧道磁電阻效應可以由Julliere 雙電流模型解釋。假定電子在隧穿過程中自旋不發生翻轉，并且隧穿電流正比于費米面附近電子的態密度。當MTJ兩側鐵磁層處于平行排列時，左側的少子電子向右側的少子空態隧穿，左側的多子電子向右側的多子空態隧穿，MTJ 處于低阻態；當MTJ兩側鐵磁層處于反平行排列時，左側的少子電子向右側的多子空態隧穿，而左側的多子電子向右側的少子空態隧穿，MTJ 呈現高阻態。

由于貼合TMR器件與超導磁放大器的低溫膠過厚導致TMR—超導磁放大器間距過大(50 μm)，使得TMR/超導復合式磁傳感器的靈敏度、探測精度較GMR/超導復合式磁傳感器、SQUID 等器件仍有明顯差距。理論計算表明，減小TMR—超導磁放大器間距將使得磁場放大倍數呈指數形式上升；若能將TMR—超導磁放大器間距降低至0.5 μm以內，磁場放大倍數可接近1000 倍。今后可通過熱壓印等技術減小TMR—超導磁放大器間距，從而提高器件的靈敏度。

一種新型的高靈敏度磁探測器

磁電阻/超導復合式磁傳感器作為一種新型的高靈敏度磁探測器， 其探測精度目前已接近SQUID器件并已達到fT 量級。同時這類傳感器又具有體積小、結構簡單、工藝成熟、便于大規模生產等優勢，使其在未來發展潛力巨大。就該復合式磁傳感器而言，進一步提升器件的探測精度是其未來研究發展的主要方向。

一方面，繼續減小超導磁場放大器的狹窄區域寬度至1 μm以下，同時增大磁場放大器的有效面積都可以將磁場放大倍數繼續提升至幾千甚至上萬倍，但是同時會對傳感器的工作區間以及小型化造成影響。另一方面，使用靈敏度更高的磁電阻傳感器件(TMR、巨磁阻抗器件(GMI)等[35])，將有望使得該復合式傳感器的磁場探測精度達到1fT，甚至0.1 fT 的量級。

圖像傳感器

圖像傳感器是應用光電器件的光電轉換功用。將感光面上的光像轉換為與光像成相應比例關系的電信號。與光敏二極管，光敏三極管等“點”光源的光敏元件相比，圖像傳感器是將其受光面上的光像，分紅許多小單元，將其轉換成可用的電信號的一種功用器件。

圖像傳感器分為光導攝像管和固態圖像傳感器。與光導攝像管相比，固態圖像傳感用具有體積小、重量輕、集成度高、分辨率高、功耗低、壽命長、價錢低等特性。因此在各個行業得到了普遍應用。