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基于磁电效应的磁电传感器具有灵敏度和分辨力高、室温工作、响应频率范围宽、功耗小以及制备工艺简单等特点，在地磁场、生物磁场等微弱磁场探测领域表现出非常好的应用前景。磁电敏感单元具有高度各向异性是将磁电传感器推向实用化的关键。当前有关各向异性的研究仅限于块体磁电复合材料，但各向异性较弱，在进行微弱磁场探测时会导致较大测量误差。磁电复合薄膜可以实现层与层之间原子尺度结合，各向异性的调控会更加容易，但目前未见这方面的报道。本文以AlN/FeCoSiB复合薄膜体系为对象，首先采用微磁学模拟软件OOMMF和多物理场仿真软件COMSOL对不同长宽比下的FeCoSiB条状单元进行形状各向异性场的模拟和磁化状态仿真，旨在探明通过改变磁性层的形状各向异性来提高磁电各向异性的可行性。然后系统研究了采用射频磁控溅射制备具有优良压电性AlN薄膜和优异磁性能FeCoSiB薄膜的工艺条件。在上述研究工作基础上，通过硬掩膜法和光刻工艺将FeCoSiB薄膜制备成条状单元，同时对AlN/FeCoSiB复合薄膜的磁电各向异性进行了测试。 本研究主要内容包括：⑴模拟和仿真结果表明，随着FeCoSiB条状单元长宽比的增加，形状各向异性场逐渐增大；此外，沿长度和宽度方向施加一同样大小直流磁场（Hdc=200 Oe）或交变磁场（Hac=1 Oe，f=1 kHz），长度方向上的磁感应强度逐渐增大，而宽度方向上的磁感应强度逐渐减小；这表明通过改变磁致伸缩相的形状各向异性来提高磁电各向异性是可行的。⑵改变溅射参数不能显著提高AlN薄膜（002）峰的强度，而退火热处理能大幅度提高（002）择优取向，其中在500℃热处理后AlN薄膜（002）衍射峰最强，且具有典型柱状生长结构，压电性能最好。FeCoSiB薄膜的矫顽力随磁场退火温度的升高具有先减小后增大的趋势，其中350℃退火后的矫顽力最低，磁场灵敏度最好。对AlN/FeCoSiB复合薄膜进行磁电效应测试发现，在偏置磁场为10Oe、频率为1 kHz下，正磁电电压系数和逆磁电系数分别达到最大值101 V/cm·Oe和0.0943 mG·cm/V，且交变磁场分辨率达到1.6 nT/√ Hz。同时，对掺杂Terfenol-D后的AlN/FeCoSiB复合薄膜进行研究发现，在偏置磁场分别为11 Oe和96 Oe时，其磁电电压系数分别达到最大值78.1 V/cm·Oe和77.5 V/cm·Oe。⑶在上述研究工作的基础上，采用硬掩膜法将FeCoS iB薄膜的宽度从5 mm降低到260μm，沿长度和宽度方向上的磁电电压系数分别从1085 mV/cm·Oe和536.5 mV/cm·Oe降低到489 mV/cm·Oe和54.5 mV/cm·Oe，磁电各向异性系数K提高了13倍左右；当采用光刻工艺进一步减小 FeCoSiB薄膜条状单元的宽度到10μm，AlN/FeCoSiB复合薄膜沿长度和宽度方向上的磁电电压系数分别为867 mV/cm·Oe和0.78 mV/cm·Oe，相应的磁电各向异性系数K达到1111.5。如果将具有该磁电各向异性系数的磁电复合薄膜用于测量50000 nT的地磁场，其噪声信号可以降低到45 nT。