一種利用石英振盪晶體的磁場感測元件之研製

Abstract

本文記述一種以石英振盪晶體製作的磁場感測元件。我們於其上鍍上磁性薄膜做為 電極，或以磁性材料做為石英的支腳。由於磁致伸縮的效應以及磁異向性所造成的 磁矩，將使得磁性物質對石英施一應力，而改變了晶體的振盪頻率。我們發現，此 感測元件的靈敏度與△ｆ╱ｆ對Ｈ的曲線形狀不僅和所使用的磁性材料有關，而且 石英晶片在磁場中的指向也對其有所影響。對於一鍍鈷薄膜或鎳薄膜的石英，振盪 頻率會隨著磁場的增大而增加，並且在高磁場時飽和。對於一支腳由鎳線構成的石 英振盪器而言，其頻率變化由鎳線的磁性及機械性質所決定，並與在石英上的接著 位置有關。在目前的研究當中，以鎳線為支腳的長條型石英有最大的靈敏度，大約 為10﹣□/Gauss。文中亦討論了此元件的限制。