Magnetoresistance ist das Eigentum eines Materials, den Wert seines elektrischen Widerstands zu ändern, wenn ein magnetisches Außenfeld darauf angewandt wird. Die Wirkung wurde zuerst von William Thomson (allgemeiner bekannt als Herr Kelvin) 1856 entdeckt, aber er war unfähig, den elektrischen Widerstand von irgendetwas um mehr als 5 % zu senken. Diese Wirkung wurde später gewöhnlichen magnetoresistance (OMR) genannt. Neuere Forscher haben sich zeigenden Material-Riesen magnetoresistance (GMR), riesiger magnetoresistance (CMR) und magnetischer Tunneleffekt (TMR) entdeckt.

Entdeckung

William Thomson (oder Herr Kelvin) hat zuerst gewöhnlichen magnetoresistance 1856 entdeckt. Er hat mit Stücken von Eisen experimentiert und hat entdeckt, dass der Widerstand zunimmt, wenn der Strom in derselben Richtung wie die magnetische Kraft ist und abnimmt, wenn der Strom an 90 ° zur magnetischen Kraft ist. Er hat dann denselben Versuch mit Nickel angestellt und hat gefunden, dass es ebenso betroffen wurde, aber der Umfang der Wirkung war größer. Diese Wirkung wird anisotropic magnetoresistance (AMR) genannt.

Die Corbino Scheibe

Abbildung 1 illustriert die Scheibe von Corbino. Es besteht aus einem Leiten-Ringrohr mit dem vollkommenen Leiten von Rändern. Ohne ein magnetisches Feld steuert die Batterie einen radialen Strom zwischen den Rändern. Wenn eine magnetische Feldparallele zur Achse des Ringrohrs, ein kreisförmiger Bestandteil von aktuellen Flüssen ebenso wegen der Kraft von Lorentz angewandt wird. Eine Diskussion der Scheibe wird von Giuliani zur Verfügung gestellt. Das anfängliche Interesse an diesem Problem hat mit Boltzmann 1886 begonnen, und wurde unabhängig von Corbino 1911 nochmals geprüft.

In einem einfachen Modell, die Antwort auf die Kraft von Lorentz annehmend, ist dasselbe bezüglich eines elektrischen Feldes, durch die Transportunternehmen-Geschwindigkeit v wird gegeben:

wo μ = Transportunternehmen-Beweglichkeit. Für die Geschwindigkeit lösend, finden wir:

wo die Verminderung der Beweglichkeit wegen des B-Feldes offenbar ist.

Anisotropic magnetoresistance (AMR)

AMR ist das Eigentum eines Materials, in dem eine Abhängigkeit des elektrischen Widerstands auf dem Winkel zwischen der Richtung des elektrischen Stroms und Orientierung des magnetischen Feldes beobachtet wird. Die Wirkung wird einer größeren Wahrscheinlichkeit des S-D-Zerstreuens von Elektronen in der Richtung auf das magnetische Feld zugeschrieben. Die Nettowirkung besteht darin, dass der elektrische Widerstand maximalen Wert hat, wenn die Richtung des Stroms zum angewandten magnetischen Feld parallel ist. AMR bis zu 50 % ist in einigen eisenmagnetischen Uran-Zusammensetzungen beobachtet worden.

In einem Halbleiter mit einem einzelnen Transportunternehmen-Typ ist der magnetoresistance dazu proportional (1 + (μB)), wo μ die Halbleiter-Beweglichkeit ist (Einheiten M · V · s oder T) und B ist das magnetische Feld (Einheiten teslas). Indium antimonide, ein Beispiel eines hohen Beweglichkeitshalbleiters, konnte eine Elektronbeweglichkeit über 4 M haben · V · s an 300 K. So in einem 0.25 T Feld zum Beispiel würde die Magnetoresistance-Zunahme 100 % sein.

Um die nichtlinearen Eigenschaften und Unfähigkeit zu ersetzen, die Widersprüchlichkeit eines magnetischen Feldes zu entdecken, wird eine etwas kompliziertere Struktur für Sensoren verwendet. Es besteht aus Streifen von Aluminium oder Gold, das auf einem dünnen Film von permalloy (ein eisenmagnetisches Material gelegt ist, das die AMR Wirkung ausstellt), geneigt in einem Winkel von 45 °. Diese Struktur zwingt den Strom, entlang den "leichten Äxten" des dünnen Films, aber in einem Winkel von 45 ° nicht zu fließen. Die Abhängigkeit des Widerstands hat jetzt einen dauerhaften Ausgleich, der um den ungültigen Punkt geradlinig ist. Wegen seines Äußeren wird dieser Sensortyp 'Friseur-Polen' genannt.

Die AMR Wirkung wird in einer breiten Reihe von Sensoren für das Maß des magnetischen Feldes der Erde (elektronischer Kompass), für das Messen des elektrischen Stroms (durch das Messen des magnetischen Feldes verwendet, das um den Leiter geschaffen ist), für die Verkehrsentdeckung und für die geradlinige Position und Winkelabfragung. Die größten AMR Sensorhersteller sind Honeywell, NXP Halbleiter und Sensitec GmbH.

Verweisungen und Zeichen

Siehe auch

• Riese magnetoresistance
• Riesiger magnetoresistance
• Gedächtnis des zufälligen Zugangs von Magnetoresistive