一种中大磁场测量方法及系统
专利汇可以提供一种中大磁场测量方法及系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种中大 磁场 测量方法及系统，涉及磁场测量技术领域。本发明技术要点包括：对于任意外加磁场，测量得到两个不同易轴方向的隧穿磁阻 电阻 的阻值R1，R2，同时将无磁场时两个隧穿磁阻电阻的初始参考层磁化方向作为给定的参考层磁化方向根据两个隧穿磁阻电阻的阻值分别计算两个隧穿磁阻电阻的自由层磁化方向和参考层磁化方向的夹 角 ；分别根据两个隧穿磁阻电阻的给定参考层磁化方向及两个隧穿磁阻电阻的自由层磁化方向和参考层磁化方向的夹角计算出两个隧穿磁阻电阻的自由层磁化方向；根据两个隧穿磁阻电阻的给定参考层磁化方向、两个隧穿磁阻电阻的自由层磁化方向求解外加磁场的磁场幅值及方向等。，下面是一种中大磁场测量方法及系统专利的具体信息内容。
1.一种中大磁场测量方法，其特征在于，包括：
步骤1：对于任意外加磁场，测量得到两个不同易轴方向的隧穿磁阻电阻的阻值R1，R2，同时将无磁场时两个隧穿磁阻电阻的初始参考层磁化方向作为给定的参考层磁化方向步骤2：根据两个隧穿磁阻电阻的阻值分别计算两个隧穿磁阻电阻的自由层磁化方向和参考层磁化方向的夹角；
步骤3：分别根据两个隧穿磁阻电阻的给定参考层磁化方向 及两个隧穿磁阻电阻的自由层磁化方向和参考层磁化方向的夹角计算出两个隧穿磁阻电阻的自由层磁化方向；
步骤4：根据两个隧穿磁阻电阻的给定参考层磁化方向、两个隧穿磁阻电阻的自由层磁化方向求解外加磁场的磁场幅值及方向；
步骤5：将本次计算得到的外加磁场的磁场幅值及方向与前一次计算结果相比，若两次结果的差值大于设定阈值，则根据本次计算得到的外加磁场的磁场幅值及方向更新两个隧穿磁阻电阻的参考层磁化方向并将其作为新的给定的参考层磁化方向 并再次执行步骤2～步骤5，直到两次结果的差值小于设定阈值。
2.根据权利要求1所述的一种中大磁场测量方法，其特征在于，步骤2中，计算两个隧穿磁阻电阻的自由层磁化方向和参考层磁化方向的夹角的公式分别为：
其中 为第一个隧穿磁阻电阻的自由层磁化方
向，R1min为第一个隧穿磁阻电阻的最小值，R1max为第一个隧穿磁阻电阻的最大值；
其中 为第二个隧穿磁阻电阻的自由层磁化
方向，R2min为第二个隧穿磁阻电阻的最小值，R2max为第二个隧穿磁阻电阻的最大值。
3.根据权利要求1所述的一种中大磁场测量方法，其特征在于，步骤3中，根据公式计算两个隧穿磁阻电阻的自由层磁化方向：
将 带入前式便得到第一隧穿磁阻
电阻的自由层磁化方向 将 带入前式便得到第二隧穿磁阻电阻的自由层
磁化方向 其中， 为隧穿磁阻电阻的自由层磁化方向， 为隧穿磁阻电阻的给定参考层磁化方向。
4.根据权利要求1所述的一种中大磁场测量方法，其特征在于，步骤4中利用下列方程组求解外加磁场的磁场幅值hF及方向θ：
式中α1，α2分别为两个隧穿磁阻
电阻的易轴方向，hJFR为任意一个磁阻电阻的自由层与参考层的耦合场，hBF＝HBF/HAF，HBF为磁阻电阻自由层的内部偏置磁场大小，HAF为自由层各向异性场大小；θBF为自由层的内部偏置磁场方向。
5.根据权利要求1所述的一种中大磁场测量方法，其特征在于，步骤5中，更新两个隧穿磁阻电阻的参考层磁化方向 的步骤进一步包括：
求解一元四次方程 其中hX1，hY1分别为外
加磁场在第一磁阻电阻易轴和难轴方向上的磁场，二者根据步骤4的计算结果得到：hX1＝hF cosθ，hY1＝hF sinθ； 其中，hF和θ分别为外加磁场的磁场幅值和方向；
上述一元四次方程具有4个解，当隧穿磁阻处于稳定平衡状态时， 只有一个解，该解取决于3个条件：
1)x1为实数且|x1|≤1；
2)
3)该解与磁阻电阻的初始位置间所有角度能量必须小于初始位置的能量；求解一元四次方程 其中hX2，hY2分别为外加磁场在第二
磁阻电阻易轴和难轴方向上的磁场，二者根据步骤4的计算结果得到：hX2＝hF sinθ，hY2＝hF cosθ；
上述一元四次方程具有4个解，当隧穿磁阻处于稳定平衡状态时， 只有一个解，该解取决于3个条件：
1)x2为实数且|x2|≤1；
2)
3)该解与磁阻电阻的初始位置间所有角度能量必须小于初始位置的能量；将求解得到的 值分别作为新的给定的参考层磁化方向
6.一种中大磁场测量系统，其特征在于，包括：
初始化模块，用于获取任意外加磁场中两个不同易轴方向的隧穿磁阻电阻的阻值R1，R2，同时将无磁场时两个隧穿磁阻电阻的初始参考层磁化方向作为给定的参考层磁化方向自由层及参考层夹角计算模块，用于根据两个隧穿磁阻电阻的阻值分别计算两个隧穿磁阻电阻的自由层磁化方向和参考层磁化方向的夹角；
自由层磁化方向计算模块，用于分别根据两个隧穿磁阻电阻的给定参考层磁化方向及两个隧穿磁阻电阻的自由层磁化方向和参考层磁化方向的夹角计算出两个隧穿磁阻电阻的自由层磁化方向；
外加磁场计算模块，用于根据两个隧穿磁阻电阻的给定参考层磁化方向、两个隧穿磁阻电阻的自由层磁化方向求解外加磁场的磁场幅值及方向；
精度判断模块，用于将本次计算得到的外加磁场的磁场幅值及方向与前一次计算结果相比，若两次结果的差值大于设定阈值，则根据本次计算得到的外加磁场的磁场幅值及方向更新两个隧穿磁阻电阻的参考层磁化方向并将其作为新的给定的参考层磁化方向并再次执行自由层及参考层夹角计算模块、自由层磁化方向计算模块、外加磁场计算模块及精度判断模块，直到两次结果的差值小于设定阈值。
7.根据权利要求6所述的一种中大磁场测量系统，其特征在于，自由层及参考层夹角计算模块进一步用于，计算两个隧穿磁阻电阻的自由层磁化方向和参考层磁化方向的夹角的公式分别为： 其中 为第一个隧穿磁阻电阻的自由
层磁化方向，R1min为第一个隧穿磁阻电阻的最小值，R1max为第一个隧穿磁阻电阻的最大值；
其中 为第二个隧穿磁阻电阻的自由层磁化
方向，R2min为第二个隧穿磁阻电阻的最小值，R2max为第二个隧穿磁阻电阻的最大值。
8.根据权利要求6所述的一种中大磁场测量系统，其特征在于，自由层磁化方向计算模块进一步用于，根据公式计算两个隧穿磁阻电阻的自由层磁化方向：
将 带入前式便得到第一隧穿磁阻
电阻的自由层磁化方向 将 带入前式便得到第二隧穿磁阻电阻的自由层
磁化方向 其中， 为隧穿磁阻电阻的自由层磁化方向， 为隧穿磁阻电阻的给定参考层磁化方向。
9.根据权利要求6所述的一种中大磁场测量系统，其特征在于，外加磁场计算模块进一步用于，利用下列方程组求解外加磁场的磁场幅值hF及方向θ：
式中α1，α2分别为两个隧穿磁阻电阻
的易轴方向，hJFR为任意一个磁阻电阻的自由层与参考层的耦合场，hBF＝HBF/HAF，HBF为磁阻电阻自由层的内部偏置磁场大小，HAF为自由层各向异性场大小；θBF为自由层的内部偏置磁场方向。
10.根据权利要求6所述的一种中大磁场测量系统，其特征在于，精度判断模块进一步用于，求解一元四次方程 其中hX1，hY1分别为
外加磁场在第一磁阻电阻易轴和难轴方向上的磁场，二者根据步骤4的计算结果得到：hX1＝hF cosθ，hY1＝hF sinθ； 其中，hF和θ分别为外加磁场的磁场幅值和方向；
上述一元四次方程具有4个解，当隧穿磁阻处于稳定平衡状态时， 只有一个解，该解取决于3个条件：
1)x1为实数且|x1|≤1；
2)
3)该解与磁阻电阻的初始位置间所有角度能量必须小于初始位置的能量；
求解一元四次方程 其中hX2，hY2分别为
外加磁场在第二磁阻电阻易轴和难轴方向上的磁场，二者根据外加磁场计算模块的计算结果得到：hX2＝hF sinθ，hY2＝hF cosθ；
上述一元四次方程具有4个解，当隧穿磁阻处于稳定平衡状态时， 只有一个解，该解取决于3个条件：
1)x2为实数且|x2|≤1；
2)
3)该解与磁阻电阻的初始位置间所有角度能量必须小于初始位置的能量；
将求解得到的 值分别作为新的给定的参考层磁化方向
一种中大磁场测量方法及系统
技术领域
背景技术
发明内容
的自由层磁化方向
hX2＝hF sinθ，hY2＝hF cosθ；
自由层磁化方向
hX2＝hF sinθ，hY2＝hF cosθ；
具体实施方式
亦即前一实施例计算参考层磁化方向的公式。但是使用计算机数值方法求解会存在精度、时间和全局收敛性问题，因此推荐使用前一实施例计算磁阻电阻参考层磁化方向。
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