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Enhancement of Magnetic Shielding Based on Low-Noise Materials, Magnetization Control, and Active Compensation: A Review

电磁屏蔽 磁化 补偿(心理学) 材料科学 噪音(视频) 磁场 声学 计算机科学 凝聚态物理 核磁共振 电子工程 物理 工程类 心理学 图像(数学) 量子力学 人工智能 精神分析 复合材料
作者
Yijin Liu,Jianzhi Yang,Fuzhi Cao,Xu Zhang,Shiqiang Zheng
出处
期刊:Materials [Multidisciplinary Digital Publishing Institute]
卷期号:17 (22): 5469-5469 被引量:4
标识
DOI:10.3390/ma17225469
摘要

Magnetic-shielding technologies play a crucial role in the field of ultra-sensitive physical measurement, medical imaging, quantum sensing, etc. With the increasing demand for the accuracy of magnetic measurement, the performance requirements of magnetic-shielding devices are also higher, such as the extremely weak magnetic field, gradient, and low-frequency noise. However, the conventional method to improve the shielding performance by adding layers of materials is restricted by complex construction and inherent materials noise. This paper provides a comprehensive review about the enhancement of magnetic shielding in three aspects, including low-noise materials, magnetization control, and active compensation. The generation theorem and theoretical calculation of materials magnetic noise is summarized first, focusing on the development of spinel ferrites, amorphous, and nanocrystalline. Next, the principles and applications of two magnetization control methods, degaussing and magnetic shaking, are introduced. In the review of the active magnetic compensation system, the forward and inverse design methods of coil and the calculation method of the coupling effect under the ferromagnetic boundary of magnetic shield are explained in detail, and their applications, especially in magnetocardiography (MCG) and magnetoencephalogram (MEG), are also mainly described. In conclusion, the unresolved challenges of different enhancement methods in materials preparation, optimization of practical implementation, and future applications are proposed, which provide comprehensive and instructive references for corresponding research.

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