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磁性感应开关 磁控开关

时间:2024-03-18 04:51:22

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磁性感应开关 磁控开关

ALIF磁性开关高感应AL-11RH

单层CoPt合金实现电流感应垂直磁开关

发展垂直磁化全电动开关(All-electric switching of perpendicular magnetization)是发展快速、高密度、低功耗的磁存储器和磁逻辑器件构建集成电路的前提。迄今为止,人们通过在双层/三层无场自旋轨道力矩SOT(the field-free spin-orbit torque)体系中建立不对称结构,实现了垂直磁化全电动开关。

有鉴于此,新加坡国立大学陈景升(Jingsheng Chen)等报道在组分20<x<56的CoxPt100-x单层材料中发现垂直磁化效应,能够在没有外加磁场时,实现垂直磁化电动开关,其中当比例为Co30Pt70时展示了最大的面外有效磁场与最好的磁开关。

研究发现,这种独特的性质产生的机理来自两种结构改变:片状Co/Pt界面的低晶体对称性,沿着磁性纳米片径向元素成分的变化。与双/三层纳米片不同,这种CoxPt100-x单层材料在没有外磁场条件具有的开关功能有效的简化SOT器件结构,避免更多不对称结构设计。

参考文献

Liu, L., Zhou, C., Zhao, T. et al. Current-induced self-switching of perpendicular magnetization in CoPt single layer. Nat Commun 13, 3539 ()

DOI: 10.1038/s41467-022-31167-w

网页链接

ALIF爱里富磁性开关DFGH DFGG DFGE DFGJ DFGU DFGM

开关频率选择?折中考虑,功率也大,体积有条件下,尽量放低。

在设计变换器时,首先要选择开关频率。提高频率的主要目的是减少电源的体积和重量。而占电源体积和重量最大的是磁性元件。而磁性元器件占开关电源的体积(20%~30%),重量(30%~40%),损耗20%~30%。根据电磁感应定律有U=NBAE*f;U-变压器施加的电压;N-线圈匝数;A-磁芯截面积;ΔB-磁通密度变化量;f-变压器工作频率。

在频率较低时,ΔB受磁性材料容易饱和。当U一定时,要使得磁芯体积N*AE减少,匝数和磁芯截面积乘积与频率成反比,提高频率是减少电源体积的主要措施。这是开关电源出现提高开关频率,

但是能否无限制提高开关电源频率?答案是否定的,主要有两个限制因素:第一是磁性材料的损耗。高频时一般采用铁氧体,其单位体积损耗表示为图1

α和β分别为大于1的频率和磁感应损耗指数。一般α=1.2~1.7;β=2~2.7。频率提高损耗加大,为减少损耗,高频时,降低磁感应Bm使得损耗不太大,违背了减少体积的目的。否则损耗太大,效率降低。再者,磁芯处理功率越大,体积越大散热条件越差,大功率磁芯也限制开关频率。

其次,功率器件开关损耗限制,开关损耗与频率、开关时间成正比,频率越高,损耗越大;

据说有一些民间不正规的双色球的摇奖机器,每个球都里面都有一个磁性装置,在机器出口也有一个,都有开关控制,只要通电都会产生磁性,这样抽奖的时候只需要把想要号码的球通电,就可以把相应的球吸上去,上去以后马上会自动关掉通电,失去磁性的球自由的落下到中奖区,这样就可以神不知鬼不觉的达到预先的效果。

但是如果装置发生了故障,就有可能会发生球下去了以后依然通电存在磁性,从而相互排斥或者相互紧紧吸住的现象,虽然这个几率很低很低。

在最近的一期官方双色球摇奖时的时候,就出现了这样两个球落进中奖区的相互排斥的情况,不少网友说是因为双色球里面有类似这样的装置。这简直就是一派胡言,大家千万不要相信,明明就是球经过摩擦后产生静电引起的现像。[看]

今天被一个同事问了一个这样的问题直接把我搞懵了,说气缸上装的磁性开关只有两条线,一条接公共端ov,另外一条接plc输入端,为什么磁性开关上的灯能亮,问我是什么原来?我想了半天没想出来,因为磁性开关只有两条线,只是一个开关量,并没有给它提供电源,正常来说灯不应该亮,大家觉得是怎么回事?下面介绍一下磁性开关工作原理。

1、磁性开关是流体传动系统中所特有的。磁性开关可以直接安装在气缸缸体上,当带有磁环的活塞移动到磁性开关所在位置时,磁性开关内的两个金属簧片在磁环磁场的作用下吸合,发出信号。当活塞移开,舌簧开关离开磁场,触点自动断开,信号切断。通过这种方式可以很方便地实现对气缸活塞位置的检测。

2.磁性开关的工作状态

磁性传感器一般都是二线制传感器且有传感器指示灯。当传感器指示灯亮时,表示有信号输出,当指示灯熄灭时,表示传感器没有信号输出,因此我们可以通过指示灯的亮灭来观察传感器的工作是否正常

那个应该是重力开关吧?没有足够重量的锅胆压上去不通电,防干烧的吧//@离线请留言VW:电饭煲发热盘中间弹簧撑起的叫“磁钢限温器”//@有趣的宇宙P:电饭煲有磁性吗//@风花雪月276815793:钢针在103℃时失去磁性!电饭煲就是利用了这个原理![灵光一闪]

霓2裳

评论区兄弟们来说说#物理实验 #趣味实验

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利用磁自旋霍尔效应的非线性反铁磁体有效垂直磁化开关

自旋-轨道转矩(SOT)为控制自旋器件的磁化强度提供了一种有效的方法,在典型的SOT器件中,面内电荷电流J通过自旋-轨道耦合产生自旋极化p,并对相邻铁磁层的磁化强度m施加扭矩,当自旋极化p与铁磁层易轴方向平行时,可以实现最有效的SOT驱动磁化开关。在常规自旋霍尔效应(SHE)或Rashba-Edelstein效应(REE)中,无论是在重金属(HM)还是在非磁性金属(NM)/FM界面,诱导的自旋极化p总是与由J × z确定的面内方向一致(其中z垂直于薄膜平面)。因此,相关的面内抗阻尼转矩更有利于切换具有面内磁化强度的磁体磁矩,而用于切换具有垂直磁化强度的磁体时,翻转效率低且具有较大的不确定性,尽管可以通过施加外部辅助磁场或使用更高电流密度来弥补,却违反了研究高密度低功率自旋电子器件的初衷。为了使SOT的垂直磁化开关不需要施加磁场,已有研究工作表明可以采用由相邻的反铁磁层(如IrMn或PtMn)、相邻铁磁层的杂散场或结构工程(如梯度或晶体生长方向)引起的偏置,自旋轨道和自旋转移力矩之间的相互作用也被证明能在磁隧道结中实现无场磁化开关。

近日,同济大学丘学鹏与内布拉斯加大学Evgeny Y. Tsymbal等人利用非线性反铁磁体Mn3Sn中的磁自旋霍尔效应解决了垂直磁各向异性磁体切换的不确定性和低效率的问题。Mn3Sn的磁对称性使得在面内电荷电流的作用下产生了沿其方向共线的带自旋极化的面外自旋电流,这一自旋电流驱动面外方向抗阻尼转矩,为相邻铁磁多层结构(Ni/Co)提供垂直磁化开关。由于时间反转对称性的奇性,观测到的磁自旋霍尔效应和由此产生的自旋-轨道转矩可以随着反铁磁磁序的反转而翻转,与传统的自旋轨道转矩器件不同,这种磁化开关不仅不需要外部磁场,并且需要的电流密度更低,该工作对低功率自旋电子器件的发展有重要指导意义,相关工作发表在《Nature Communications》上。

文章链接:

S. Hu, D. Shao, H. Yang, et al. Efficient perpendicular magnetization switching by a magnetic spin Hall effect in a noncollinear antiferromagnet. Nat. Commun. 13, 4447 (). 网页链接

通过电栅控操控范德华铁磁体的磁各向异性

成果介绍

控制铁磁材料的磁各向异性是发展磁开关器件和自旋电子学应用的关键。这种材料的本征磁各向异性通常沿着特定的方向固定——磁易轴。然而,如果磁各向异性可以连续调制,这可以用来构建多功能器件。

有鉴于此,近日,南京大学袁洪涛教授,燕山大学王霖教授和日本东京大学Toshiya Ideue副教授(共同通讯作者)等合作报道了范德华铁磁体Fe5GeTe2中磁各向异性的栅极可调调制——从最初的面外方向到倾斜方向,最后到面内方向。本文使用角度依赖的反常霍尔效应测量和磁光克尔效应测量,结合定量Stoner-Wohlfarth分析,表明磁易轴通过自旋-转向路径连续旋转,并且可以在2.11到-0.38 MJ m-3的大范围内调制。此外,各向异性的调谐也可以通过调节温度来实现。

图文导读

图1. 层状FM Fe5GeTe2中自旋转向(Spin-Flop)和自旋反转(Spin-Flip)跃迁、AHE以及磁畴的概念示意图。

图2. Fe5GeTe2器件中与温度和厚度相关的磁各向异性。

图3. 栅控Fe5GeTe2器件中磁态和磁各向异性能量的电调谐。

图4. Fe5GeTe2器件中栅极调谐的自旋转向跃迁。

文献信息

Continuous manipulation of magnetic anisotropy in a van der Waals ferromagnet via electrical gating

(Nat. Electron., , DOI:10.1038/s41928-022-00882-z)

文献链接:网页链接

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