一种基于石墨烯层间电阻的磁场探测器制造技术

本发明专利技术提供了一种基于石墨烯层间电阻的磁场探测器，在石墨烯层上设置四氧化三铁纳米粒子。四氧化三铁粒子在交变磁场的作用下，产生微振动，从而改变第一石墨烯层和第二石墨烯层之间的电阻，通过该电阻的变化，确定磁场强度。由于石墨烯层间状态非常容易被外力改变，并且石墨烯层间电阻对层间相对距离、贴合情况非常敏感，所以本发明专利技术具有高灵敏度探测弱磁场的能力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于石墨烯层间电阻的磁场探测器
本专利技术涉及磁场探测领域，具体涉及一种基于石墨烯层间电阻的磁场探测器。
技术介绍
磁场探测涉及生产生活的各个领域。传统的磁场探测器多少基于力的测量、磁致伸缩、磁热效应等的。由于弱磁场产生的力小、磁致伸缩量小、磁热效应产生的热量少，这些磁场所引起的变化量相对较小，所以不易检测弱磁场。
技术实现思路
为解决以上弱磁场不易检测的问题，本专利技术提供了一种基于石墨烯层间电阻的磁场探测器，该探测器包括基底、第一石墨烯层、第二石墨烯层、第一四氧化三铁层、第一电极、第二电极，第一石墨烯层置于基底上，第二石墨烯层置于第一石墨烯层上，第一四氧化三铁层置于第二石墨烯层上，第一四氧化三铁层由四氧化三铁纳米粒子构成，第一电极和第二电极分别置于第一石墨烯层和第二石墨烯层的两侧；应用时，在第一电极和第二电极间施加电压，通过测量第一电极和第二电极间的电阻，确定待探测磁场的强度。更进一步地，第一石墨烯层和第二石墨烯层中石墨烯的层数为1层-10层。更进一步地，第一四氧化三铁层中，四氧化三铁纳米粒子的粒径为8纳米-100纳米。更进一步地，还包括第二四氧化三铁层，第二四氧化三铁层设置在基底与第一石墨烯层之间。更进一步地，第二四氧化三铁层由四氧化三铁纳米粒子构成。更进一步地，第二四氧化三铁层中，四氧化三铁纳米粒子的粒径为8纳米-100纳米。更进一步地，第二四氧化三铁层中四氧化三铁纳米粒子的粒径大于第一四氧化三铁层中四氧化三铁纳米粒子的粒径。本专利技术的有益效果：本专利技术提供了一种基于石墨烯层间电阻的磁场探测器，四氧化三铁纳米粒子在交变磁场的作用下，产生微振动，从而改变第一石墨烯层和第二石墨烯层之间的电阻，通过该电阻的变化，确定磁场强度。由于石墨烯层间状态非常容易被外力改变，并且石墨烯层间电阻对层间相对距离、贴合情况非常敏感，所以本专利技术具有高灵敏度探测弱磁场的能力。以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。附图说明图1是基于石墨烯层间电阻的磁场探测器。图2是又一种基于石墨烯层间电阻的磁场探测器。图3是四氧化三铁纳米粒子的尺寸差异增强探测灵敏度的原理图。图中：1、基底；2、第一石墨烯层；3、第二石墨烯层；4、第一四氧化三铁层；5、第一电极；6、第二电极；7、第二四氧化三铁层；41、第一四氧化三铁层中的四氧化三铁纳米粒子；71、第二四氧化三铁层中的四氧化三铁纳米粒子；8、空隙。具体实施方式为进一步阐述本专利技术达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本专利技术的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。实施例1本专利技术提供了一种基于石墨烯层间电阻的磁场探测器，如图1所示，该探测器包括基底1、第一石墨烯层2、第二石墨烯层3、第一四氧化三铁层4、第一电极5、第二电极6。第一石墨烯层2置于基底1上，第二石墨烯层3置于第一石墨烯层2上，第一四氧化三铁层4置于第二石墨烯层3上。第一四氧化三铁层4由四氧化三铁纳米粒子构成。第一石墨烯层3和第二石墨烯层2中石墨烯的层数为1层-10层。第一四氧化三铁层4中，四氧化三铁纳米粒子的粒径为8纳米-100纳米。基底1可以选择绝缘材料，例如二氧化硅材料。第一电极5和第二电极6分别置于第一石墨烯层2和第二石墨烯层3的两侧，以保证第一电极5和第二电极6间的电阻包括大部分为第一石墨烯层2和第二石墨烯层3的层间电阻；应用时，在第一电极5和第二电极6间施加电压，通过测量第一电极5和第二电极6间的电阻，确定待探测的磁场。制备时，首先在基底1上设置第一石墨烯层2，然后在第一石墨烯层2上设置第二石墨烯层3，然后分别在第一石墨烯层2和第二石墨烯层3上制备第一电极5和第二电极6，最后在第二石墨烯层3上设置第一四氧化三铁层4。对第一石墨烯层2或第二石墨烯层3中石墨烯的层数限制较小，可以为1层至10层。本专利技术主要是通过第一石墨烯层2和第二石墨烯层3间的层间电阻变化，确定待测磁场，在实际中两层间可能包含微气泡，所以该层间电阻对两层间的状态或形貌非常敏感。测量时，在待测交变磁场的作用下，产生亚铁磁过程，入射场的磁矢量导致玻尔磁子围绕晶体的内部退磁场旋进；吸收的能量通过磁声效应转变为晶格的微振动，该微振动传递到第二石墨烯层3上，第二石墨烯层3产生微振动，从而改变第二石墨烯层3与第一石墨烯层2之间的层间状态，从而改变层间电阻，通过该层间电阻的变化，确定待测磁场。因为以上原理，第二石墨烯层3中石墨烯的层数不能太多，层数越多，越降低测量的灵敏度。该方案还可以用于探测GHz波段的微波，因为在该波导四氧化三铁纳米粒子的吸收能力强，容易产生微振动。在该方案中，第一石墨烯层2还可以设置为贵金属层，因为在微振动的作用下，第二石墨烯层3与贵金属层之间的层间状态同样会改变，依据上述原理，同样颗粒测量交变磁场或微波。此外，在贵金属层的下部还可以设置磁性材料。因为贵金属与磁场作用弱，待测交变磁场能够穿透贵金属层。在交变磁场的作用下，磁性材料被磁化，产生磁场，该磁场将作用到四氧化三铁纳米粒子上，从而改变四氧化三铁纳米粒子的磁化过程，从而改变所激发的微振动，从而改变第二石墨烯层3与贵金属层间的状态，从而改变层间电阻，最终实现灵敏度更高的磁场探测。实施例2在实施例1的基础上，如图2所示，该磁场探测器还包括第二四氧化三铁层7，第二四氧化三铁层7设置在基底1与第一石墨烯层2之间。第二四氧化三铁层7由四氧化三铁纳米粒子构成。第二四氧化三铁层7中，四氧化三铁纳米粒子的粒径为8纳米-100纳米。在第一石墨烯层2下侧也设置四氧化三铁层，有利于提高第一石墨烯层2的微振动，从而更大程度地改变第一石墨烯层2与第二石墨烯层3之间的状态，更多地改变层间电阻，从而更进一步地提高磁场探测灵敏度。更进一步地，第二四氧化三铁层中四氧化三铁纳米粒子41的粒径大于第一四氧化三铁层中四氧化三铁纳米粒子71的粒径。也就是下侧的四氧化三铁粒子的粒径大于上侧的四氧化三铁粒子的粒径，这样一来就会在第二四氧化三铁层7中形成空隙8，第一四氧化三铁层4中四氧化三铁粒子会处于空隙8上方，这样，当第一四氧化三铁层4中四氧化三铁粒子振动时，会产生更大幅度的振动，从而更大幅度地改变层间电阻，从而更进一步提高磁场探测灵敏度。以上内容是结合具体的优选实施方式对本专利技术所作的进一步详细说明，不能认定本专利技术的具体实施只局限于这些说明。对于本专利技术所属
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于石墨烯层间电阻的磁场探测器，其特征在于，包括基底、第一石墨烯层、第二石墨烯层、第一四氧化三铁层、第一电极、第二电极，所述第一石墨烯层置于所述基底上，所述第二石墨烯层置于所述第一石墨烯层上，所述第一四氧化三铁层置于所述第二石墨烯层上，所述第一四氧化三铁层由四氧化三铁纳米粒子构成，所述第一电极和所述第二电极分别置于所述第一石墨烯层和所述第二石墨烯层的两侧；应用时，在所述第一电极和所述第二电极间施加电压，通过测量所述第一电极和所述第二电极间的电阻，确定待探测的磁场。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于石墨烯层间电阻的磁场探测器，其特征在于，包括基底、第一石墨烯层、第二石墨烯层、第一四氧化三铁层、第一电极、第二电极，所述第一石墨烯层置于所述基底上，所述第二石墨烯层置于所述第一石墨烯层上，所述第一四氧化三铁层置于所述第二石墨烯层上，所述第一四氧化三铁层由四氧化三铁纳米粒子构成，所述第一电极和所述第二电极分别置于所述第一石墨烯层和所述第二石墨烯层的两侧；应用时，在所述第一电极和所述第二电极间施加电压，通过测量所述第一电极和所述第二电极间的电阻，确定待探测的磁场。


2.如权利要求1所述的基于石墨烯层间电阻的磁场探测器，其特征在于：所述第一石墨烯层和所述第二石墨烯层中石墨烯的层数为1层-10层。


3.如权利要求2所述的基于石墨烯层间电阻的磁场探测器，其特征在于：所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：西安柯莱特信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61