JPH07249808A - 磁電変換素子 - Google Patents
磁電変換素子Info
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- JPH07249808A JPH07249808A JP6062192A JP6219294A JPH07249808A JP H07249808 A JPH07249808 A JP H07249808A JP 6062192 A JP6062192 A JP 6062192A JP 6219294 A JP6219294 A JP 6219294A JP H07249808 A JPH07249808 A JP H07249808A
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- electrodes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 消費電力を抑え、かつ高い出力電圧を得る。
【構成】 ガラス基板１１上にＮｉ−Ｆｅ系合金（８７
Ｎｉ−１３Ｆｅなど）を蒸着法により中抜き四角形（正
方形：◇）にパターニングされた強磁性体薄膜パターン
１２を形成し、この強磁性体薄膜パターン１２の一方向
の対角位置にＣｕなどからなる電流供給用電極１３，１
４を形成するとともにこの強磁性体薄膜パターン１２の
電極１３，１４と直交する対角位置にＣｕなどにより起
電力検出用電極１５，１６を形成し、この電極１５と電
極１６との間で電流磁気起電力効果による起電力を測定
する。
Ｎｉ−１３Ｆｅなど）を蒸着法により中抜き四角形（正
方形：◇）にパターニングされた強磁性体薄膜パターン
１２を形成し、この強磁性体薄膜パターン１２の一方向
の対角位置にＣｕなどからなる電流供給用電極１３，１
４を形成するとともにこの強磁性体薄膜パターン１２の
電極１３，１４と直交する対角位置にＣｕなどにより起
電力検出用電極１５，１６を形成し、この電極１５と電
極１６との間で電流磁気起電力効果による起電力を測定
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば磁気センサ，磁
気読み取り用ヘッドまたは磁気ロータリーエンコーダな
どに適用され、強磁性体薄膜素子が有する磁気電気変換
現象（以下、電流磁気起電力効果という）を発生させる
磁電変換素子に関するものである。
気読み取り用ヘッドまたは磁気ロータリーエンコーダな
どに適用され、強磁性体薄膜素子が有する磁気電気変換
現象（以下、電流磁気起電力効果という）を発生させる
磁電変換素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は、従来のこの種の磁電変換素子の
構成を示す図であり、図４（ａ）は平面図，図４（ｂ）
は図４（ａ）のＢ−Ｂ′線の断面図である。図４におい
て、磁電変換素子は、例えばガラス基板１上にほぼ十字
状に形成された強磁性体薄膜パターン２からなり、素子
に電流を供給する一対の電極３，４と、素子に発生する
起電力を検出する一対の電極５，６とを有して構成され
ている。なお、この種の磁電変換素子は、例えば特開平
４−３７３１８６号公報に開示されている。
構成を示す図であり、図４（ａ）は平面図，図４（ｂ）
は図４（ａ）のＢ−Ｂ′線の断面図である。図４におい
て、磁電変換素子は、例えばガラス基板１上にほぼ十字
状に形成された強磁性体薄膜パターン２からなり、素子
に電流を供給する一対の電極３，４と、素子に発生する
起電力を検出する一対の電極５，６とを有して構成され
ている。なお、この種の磁電変換素子は、例えば特開平
４−３７３１８６号公報に開示されている。
【０００３】このように構成される磁電変換素子におい
ては、電流の流す方向と直交する方向の起電力は、磁界
の面内成分の大きさと、方向とによってその大きさが変
化する。そして、磁界を十分に大きく、素子を磁化飽和
状態にして磁界と電流とのなす角度θを変化させると、
図５に示すように起電力Ｖt は、ｓｉｎ２θに依存して
変化する。このときの起電力Ｖt の最大値と最小値との
起電力差をΔＶt とすると、この起電力差ΔＶt が大き
いほど素子として高感度ということになる。
ては、電流の流す方向と直交する方向の起電力は、磁界
の面内成分の大きさと、方向とによってその大きさが変
化する。そして、磁界を十分に大きく、素子を磁化飽和
状態にして磁界と電流とのなす角度θを変化させると、
図５に示すように起電力Ｖt は、ｓｉｎ２θに依存して
変化する。このときの起電力Ｖt の最大値と最小値との
起電力差をΔＶt とすると、この起電力差ΔＶt が大き
いほど素子として高感度ということになる。
【０００４】また、この起電力差ΔＶt と素子の形状と
の間には、次のような関係があることが判っている。 ΔＶt ＝ρt・Ｊ・ｗ ただし、ｗ＜＜ｌ ここで、Ｊは電流密度、ｗは素子の幅（すなわち、電極
５と電極６との間の距離）、ｌは素子の電流路の長さ
（すなわち、電極３と電極４との間の距離）、また、ρ
t は比抵抗と同じ次元を持つ比例定数である。
の間には、次のような関係があることが判っている。 ΔＶt ＝ρt・Ｊ・ｗ ただし、ｗ＜＜ｌ ここで、Ｊは電流密度、ｗは素子の幅（すなわち、電極
５と電極６との間の距離）、ｌは素子の電流路の長さ
（すなわち、電極３と電極４との間の距離）、また、ρ
t は比抵抗と同じ次元を持つ比例定数である。
【０００５】この式から明らかなように電流密度Ｊまた
は素子の幅ｗが大きいほど、起電力差ΔＶt は大きくな
る。しかし、電流密度Ｊの大きさには、発熱による制限
がある。したがって感度を上げるには素子の幅ｗを大き
くすることが有効となる。また、素子の小型化および素
子内での低消費電力化のためには素子の長さｌ、すなわ
ち電極３と電極４との間の距離を極力小さくすることが
有利となる。
は素子の幅ｗが大きいほど、起電力差ΔＶt は大きくな
る。しかし、電流密度Ｊの大きさには、発熱による制限
がある。したがって感度を上げるには素子の幅ｗを大き
くすることが有効となる。また、素子の小型化および素
子内での低消費電力化のためには素子の長さｌ、すなわ
ち電極３と電極４との間の距離を極力小さくすることが
有利となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに構成された磁電変換素子において、素子の長さｌは
ｗ＜＜ｌの範囲では、起電力差ΔＶt とは無関係である
が、素子の長さｌを小さくして電極５，電極６に近接す
ると、起電力差ΔＶt は小さくなってしまう。図６はそ
のデータを示すもので、寸法比ｗ／ｌに対する比例定数
ρt の測定値である。図６に示すように比例定数ρt
は、寸法ｗ／ｌが０．２程度まではほぼ一定であるが、
それ以上になると、徐々に低下する。これは電流磁気起
電力効果によって電極５と電極６との間に発生する起電
力を電極３および電極４が短絡するためである。この短
絡を防ぐために電極３および電極４を点電極として電流
を印加すると、電流が中心部（電流端子間上）に集中し
て流れるため、素子で消費される電力が増大するという
問題があった。
うに構成された磁電変換素子において、素子の長さｌは
ｗ＜＜ｌの範囲では、起電力差ΔＶt とは無関係である
が、素子の長さｌを小さくして電極５，電極６に近接す
ると、起電力差ΔＶt は小さくなってしまう。図６はそ
のデータを示すもので、寸法比ｗ／ｌに対する比例定数
ρt の測定値である。図６に示すように比例定数ρt
は、寸法ｗ／ｌが０．２程度まではほぼ一定であるが、
それ以上になると、徐々に低下する。これは電流磁気起
電力効果によって電極５と電極６との間に発生する起電
力を電極３および電極４が短絡するためである。この短
絡を防ぐために電極３および電極４を点電極として電流
を印加すると、電流が中心部（電流端子間上）に集中し
て流れるため、素子で消費される電力が増大するという
問題があった。
【０００７】したがって本発明は、前述した従来の課題
を解決するためになされたものであり、その目的は、消
費電力を抑え、かつ高い出力電圧が得られる磁電変換素
子を提供することにある。
を解決するためになされたものであり、その目的は、消
費電力を抑え、かつ高い出力電圧が得られる磁電変換素
子を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明による磁電変換素子は、強磁性体を枠状
の薄膜パターンで形成し、かつこの薄膜パターンの一方
向に形成された電流を流入出する一対の電極部と、薄膜
パターンの一対の電極部と交差する方向に形成されかつ
一対の電極部間に電流が流れたときに薄膜パターン内に
発生する電圧を検出する一対の電極部とを有して構成さ
れている。
るために本発明による磁電変換素子は、強磁性体を枠状
の薄膜パターンで形成し、かつこの薄膜パターンの一方
向に形成された電流を流入出する一対の電極部と、薄膜
パターンの一対の電極部と交差する方向に形成されかつ
一対の電極部間に電流が流れたときに薄膜パターン内に
発生する電圧を検出する一対の電極部とを有して構成さ
れている。
【０００９】
【作用】本発明においては、強磁性体を枠状の薄膜パタ
ーン形状とすることにより、電流分布が変化し、同じ印
加電流に対して出力電圧が増大する。
ーン形状とすることにより、電流分布が変化し、同じ印
加電流に対して出力電圧が増大する。
【００１０】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に
説明する。図１は、本発明による磁電変換素子の一実施
例による構成を示す図であり、図１（ａ）は平面図，図
１（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ′線の断面図である。図
１において、１１はガラス基板、１２はこのガラス基板
１１上に例えばＮｉ−Ｆｅ系合金（８７Ｎｉ−１３Ｆｅ
など）を十分大きい磁界中で蒸着法により電流印加方向
に磁化容易軸を揃えて形成され、２本の電流路１２1，
１２2が中抜き四角形（正方形：◇）にパターニングさ
れた強磁性体薄膜パターンであり、この強磁性体薄膜パ
ターン１２の膜厚は、２００〜１０００Å程度である。
説明する。図１は、本発明による磁電変換素子の一実施
例による構成を示す図であり、図１（ａ）は平面図，図
１（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ′線の断面図である。図
１において、１１はガラス基板、１２はこのガラス基板
１１上に例えばＮｉ−Ｆｅ系合金（８７Ｎｉ−１３Ｆｅ
など）を十分大きい磁界中で蒸着法により電流印加方向
に磁化容易軸を揃えて形成され、２本の電流路１２1，
１２2が中抜き四角形（正方形：◇）にパターニングさ
れた強磁性体薄膜パターンであり、この強磁性体薄膜パ
ターン１２の膜厚は、２００〜１０００Å程度である。
【００１１】また、１３，１４は中抜き四角形状にパタ
ーニングされた強磁性体薄膜パターン１２の一方向の対
角位置に形成されたＣｕなどからなる電流供給用電極で
あり、この電極１３，１４は２本の電流路１２1，１２2
が中抜き四角形状にパターニングされた強磁性体薄膜パ
ターン１２の二辺を通り電極１３から電極１４へと繋が
っている。なお、この電極１３，１４は図示しない電流
源に接続されて強磁性体薄膜パターン１２内を電極１３
から電極１４の方向に向かって電流が流れるようになっ
ている。また、この電流値は必要に応じて電流源で制御
されて一定値に保持される。
ーニングされた強磁性体薄膜パターン１２の一方向の対
角位置に形成されたＣｕなどからなる電流供給用電極で
あり、この電極１３，１４は２本の電流路１２1，１２2
が中抜き四角形状にパターニングされた強磁性体薄膜パ
ターン１２の二辺を通り電極１３から電極１４へと繋が
っている。なお、この電極１３，１４は図示しない電流
源に接続されて強磁性体薄膜パターン１２内を電極１３
から電極１４の方向に向かって電流が流れるようになっ
ている。また、この電流値は必要に応じて電流源で制御
されて一定値に保持される。
【００１２】また、１５，１６は強磁性体薄膜パターン
１２の電極１３，１４と直交する対角位置にＣｕなどに
より形成された起電力検出用電極であり、この電極１５
と電極１６との間で電流磁気起電力効果による起電力を
測定する。
１２の電極１３，１４と直交する対角位置にＣｕなどに
より形成された起電力検出用電極であり、この電極１５
と電極１６との間で電流磁気起電力効果による起電力を
測定する。
【００１３】ここで、図１に示した中抜き四角形状に形
成された強磁性体薄膜パターン１２と、図４に示した十
字状に形成された強磁性体薄膜パターン２との比較を行
うために次のように寸法を定義する。図４に示す電極３
と電極４との間の長さｌを図１に示す強磁性体薄膜パタ
ーン１２の一辺の長さとし、また、線幅ｗを同一とし、
さらに組成，膜厚も同一とする。これにより電極１３と
電極１４との間の抵抗値はいずれの場合でも同じとな
り、この電極１３と電極１４との間に一定の電流を流せ
ば、この素子での消費電力は同一と見ることができる。
成された強磁性体薄膜パターン１２と、図４に示した十
字状に形成された強磁性体薄膜パターン２との比較を行
うために次のように寸法を定義する。図４に示す電極３
と電極４との間の長さｌを図１に示す強磁性体薄膜パタ
ーン１２の一辺の長さとし、また、線幅ｗを同一とし、
さらに組成，膜厚も同一とする。これにより電極１３と
電極１４との間の抵抗値はいずれの場合でも同じとな
り、この電極１３と電極１４との間に一定の電流を流せ
ば、この素子での消費電力は同一と見ることができる。
【００１４】図２に示すように図１の電極１３と電極１
４との間の電流路の広がり角度をψとし、その時の起電
力差ΔＶt と角度ψとの関係を図３に示す。図３から明
かなように角度ψ＝０゜の時は、図４の電極３と電極４
との間に電極が流れていることと同様であり、角度ψ＝
４５゜の時は、図１の場合に相当する。この図３から明
かなように電極１３と電極１４との間の出力電圧は約１
０倍程度の差になっており、図１に示すような中抜き四
角形状に形成された強磁性体薄膜パターン１２による構
成では、同じ消費電力で高感度を得ることができる。
４との間の電流路の広がり角度をψとし、その時の起電
力差ΔＶt と角度ψとの関係を図３に示す。図３から明
かなように角度ψ＝０゜の時は、図４の電極３と電極４
との間に電極が流れていることと同様であり、角度ψ＝
４５゜の時は、図１の場合に相当する。この図３から明
かなように電極１３と電極１４との間の出力電圧は約１
０倍程度の差になっており、図１に示すような中抜き四
角形状に形成された強磁性体薄膜パターン１２による構
成では、同じ消費電力で高感度を得ることができる。
【００１５】なお、前述した実施例において、強磁性体
薄膜パターン１２は、四角形状の中抜きパターンを用い
た場合について説明したが、本発明はこの形状に限定さ
れるものではなく、例えば多角形，円または楕円状など
の中抜きパターンを用いて強磁性体薄膜パターンを形成
しても前述と同様の効果が得られる。
薄膜パターン１２は、四角形状の中抜きパターンを用い
た場合について説明したが、本発明はこの形状に限定さ
れるものではなく、例えば多角形，円または楕円状など
の中抜きパターンを用いて強磁性体薄膜パターンを形成
しても前述と同様の効果が得られる。
【００１６】
【発明の効果】以上、説明したように本発明による磁電
変換素子によれば、強磁性体を枠状の薄膜パターンで形
成し、この薄膜パターンの一方向に電流を流入出する一
対の電極部を設けるとともにこの薄膜パターンの一対の
電極部と交差する方向に薄膜パターン内に発生する起電
力を検出する一対の電極部を設けることにより、消費電
力を抑えて高い出力電圧が得られるので、高感度（高出
力）な磁電変換素子が実現可能となるという極めて優れ
た効果が得られる。
変換素子によれば、強磁性体を枠状の薄膜パターンで形
成し、この薄膜パターンの一方向に電流を流入出する一
対の電極部を設けるとともにこの薄膜パターンの一対の
電極部と交差する方向に薄膜パターン内に発生する起電
力を検出する一対の電極部を設けることにより、消費電
力を抑えて高い出力電圧が得られるので、高感度（高出
力）な磁電変換素子が実現可能となるという極めて優れ
た効果が得られる。
【図１】 本発明による磁電変換素子の一実施例による
構成を説明する図である。
構成を説明する図である。
【図２】 本発明に係わる強磁性体薄膜パターンの形状
に対する機能を説明する図である。
に対する機能を説明する図である。
【図３】 図２の強磁性体薄膜パターンの形状に対する
角度ψと起電力差ΔＶt との関係を示す図である。
角度ψと起電力差ΔＶt との関係を示す図である。
【図４】 従来の磁電変換素子の構成を説明する図であ
る。
る。
【図５】 素子に印加される磁界方向と電極５と電極６
との間に発生する起電力との関係を示す特性図である。
との間に発生する起電力との関係を示す特性図である。
【図６】 寸法比ｗ／ｌに対する比例定数ρt の測定値
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
１１…ガラス基板、１２…強磁性体薄膜パターン、１２
1 …電流路、１２2…電流路、１３…電極、１４…電
極、１５…電極、１６…電極。
1 …電流路、１２2…電流路、１３…電極、１４…電
極、１５…電極、１６…電極。
Claims (1)
- 【請求項１】 強磁性体からなり、前記強磁性体に流れ
る電流と、前記強磁性体を貫通する磁束とのなす面内で
前記電流の流れる方向と垂直方向に発生する起電力を測
定することによって磁束密度の大きさを電圧の大きさに
変換する磁電変換素子において、 前記強磁性体は枠状の薄膜パターンからなり、かつ前記
薄膜パターンの一方向に形成された電流を流入出する一
対の電極部と、 前記薄膜パターンの前記一対の電極部と交差する方向に
形成され、かつ前記一対の電極部間に電流が流れたとき
に前記薄膜パターン内に発生する電圧を検出する一対の
電極部と、を備えたことを特徴とする磁電変換素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6062192A JPH07249808A (ja) | 1994-03-08 | 1994-03-08 | 磁電変換素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6062192A JPH07249808A (ja) | 1994-03-08 | 1994-03-08 | 磁電変換素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07249808A true JPH07249808A (ja) | 1995-09-26 |
Family
ID=13193046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6062192A Pending JPH07249808A (ja) | 1994-03-08 | 1994-03-08 | 磁電変換素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07249808A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011024923A1 (ja) * | 2009-08-26 | 2011-03-03 | パナソニック電工株式会社 | 磁界センサ、これを用いた磁界測定方法、電力計測装置および電力計測方法 |
| JP2011047730A (ja) * | 2009-08-26 | 2011-03-10 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 磁界センサおよびこれを用いた磁界測定方法 |
| JP2011047731A (ja) * | 2009-08-26 | 2011-03-10 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 電力計測装置 |
-
1994
- 1994-03-08 JP JP6062192A patent/JPH07249808A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011024923A1 (ja) * | 2009-08-26 | 2011-03-03 | パナソニック電工株式会社 | 磁界センサ、これを用いた磁界測定方法、電力計測装置および電力計測方法 |
| JP2011047730A (ja) * | 2009-08-26 | 2011-03-10 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 磁界センサおよびこれを用いた磁界測定方法 |
| JP2011047731A (ja) * | 2009-08-26 | 2011-03-10 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 電力計測装置 |
| CN102656471A (zh) * | 2009-08-26 | 2012-09-05 | 松下电器产业株式会社 | 磁场传感器、使用其的磁场测定方法、电力测量装置及电力测量方法 |
| KR101314365B1 (ko) * | 2009-08-26 | 2013-10-04 | 파나소닉 주식회사 | 자계 센서, 이것을 이용한 자계 측정 방법, 전력 계측 장치 및 전력 계측 방법 |
| TWI480566B (zh) * | 2009-08-26 | 2015-04-11 | Panasonic Corp | 磁場感測器、利用該磁場感測器之磁場測定方法、電功率量測裝置及電功率量測方法 |
| EP2461174A4 (en) * | 2009-08-26 | 2015-11-04 | Panasonic Ip Man Co Ltd | MAGNETIC FIELD SENSOR, AND MAGNETIC FIELD MEASURING METHOD, ENERGY MEASURING DEVICE, AND ENERGY MEASURING METHOD USING THE SAME |
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