[发明专利]边界波谐振式磁传感器

说明书

【技术领域】

本发明涉及基于边界波的磁传感器领域，尤其涉及一种边界波谐振式磁传感器。

【背景技术】

近年来，利用声表面波的声表面波谐振子、声表面波过滤器等声表面波装置被广泛地应用。

声表面波装置具有压电基板和在压电基板上形成的叉指电极，在声表面波装置中将叉指电极激发的弹性波作为声表面波在压电基板表面上传播。

声表面波装置采用声表面波的振动模式，其谐振频率取决于压电基底与电介质层的杨氏模量和材料密度，因此可以通过改变压电基底或电介质层的杨氏模量或材料密度来改变该谐振频率。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种灵敏度高、体积小、方便封装、以及制作简单的边界波谐振式磁传感器。

为了达到上述发明目的，本发明提供了一种边界波谐振式磁传感器，其包括：一压电基底；一电介质层，形成在该压电基底的一个表面上，其包括与该压电基底相结合的下表面和与该下表面相对设置的上表面；一叉指电极，设置于压电基底和电介质层之间并被该电介质层覆盖，其用于产生边界波；一磁致伸缩薄膜，形成于该电介质层的上表面，其用于感应外界磁场并基于该外界磁场而改变自身杨氏模量；其中，所述磁致伸缩薄膜自身杨氏模量的变化引起上述边界波的谐振频率变化，所述边界波谐振式磁传感器通过检测该边界波的谐振频率变化来检测外界磁场的变化。

优选的，所述压电基底为单晶压电基底或压电薄膜。

优选的，所述叉指电极包括叉指换能器和位于叉指换能器两端的反射器。

优选的，所述电介质层的声速小于压电基底的声速。

优选的，所述电介质层由二氧化硅制成。

优选的，所述磁致伸缩薄膜为具有单轴各向异性和巨杨氏模量效应的FeSiB、FeSiBC或FeCoSiB磁致伸缩薄膜。

优选的，所述边界波谐振式磁传感器还包括在磁致伸缩薄膜远离所述电介质层的表面上形成的保护层。

优选的，所述保护层由树脂材料制成，其用于吸收杂波和保护所述磁致伸缩薄膜。

优选的，所述保护层由高声速材料制成，其用于隔离磁致伸缩薄膜表面免受环境因素的影响。

优选的，所述保护层由二氧化硅制成，其用于改善该边界波谐振式磁传感器的频率温度特性。

本发明提供的边界波谐振式磁传感器，其不但灵敏度高、体积小、方便封装、制作简单，而且由于该磁致伸缩薄膜位于电介质层的上表面，因此形成的磁致伸缩薄膜残余应力小，利于形成高质量的磁致伸缩薄膜。

【附图说明】

图1为本发明边界波谐振式磁传感器的正剖视示意图。

【具体实施方式】

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种边界波谐振式磁传感器1，其包括一压电基底10、形成在该压电基底10的一个表面上的电介质层11、置于压电基底10和电介质层11之间并被该电介质层11覆盖的叉指电极12、形成于该电介质层11上的磁致伸缩薄膜13、以及在磁致伸缩薄膜11远离所述电介质层11的表面上形成的保护层14。

所述压电基底10可以是单晶压电基底，例如石英、LiNbO3或LiTaO3等制成，也可以是压电薄膜，例如AIN，ZnO等压电薄膜。

所述叉指电极12由压电材料制成，其为传统的单端或双端叉指电极结构，用于产生边界波，该边界波为SH剪切波，其包括叉指换能器和位于叉指换能器两端的反射器。该叉指电极12根据压电基底10的不同，其电极材料可以采用AI、Cu、Ag、Au等密度大声速低的材料。由于叉指电极12的电极厚度对边界波的速度具有调节作用，因此可以设置为梯形或矩形电极，具体厚度和形成可以根据实际需要去进行调节，在本发明中，该叉指电极12优选的采用矩形电极。