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磁阻效应

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  • 颁布功夫:2014/7/28 17:14:35
  • 作者:AnyWay中国

一、磁阻效应的界说

  磁阻效应(Magnetoresistance Effect, MR)是指资料之电阻随着表加磁场的变动而扭转的效应。。。。。。。。衡量磁阻(Magnetoresistance ,,,,,,缩写为MR)的物理量界说为表加磁场后的电阻变动率 ,,,,,,即:在有无表加磁场下的电阻之差除以无表加磁场时的电阻。。。。。。。。
  磁阻效应显著的资料称为磁阻资料 ,,,,,,最典型的磁阻资料是锑化铟(InSb)。。。。。。。。

二、磁阻效应的道理

  当半导体受到与电流方向垂直的磁场作用时 ,,,,,,载流子会同时受到洛伦兹力与霍尔电场力 ,,,,,,由于半导体中载流子的速杜仔所分歧 ,,,,,,如果速度为V0的载流子受到的洛伦兹力及霍尔电场力相互抵消 ,,,,,,那么 ,,,,,,这些载流子的运动方向不会偏转 ,,,,,,而速度低于V0或高于V0的载流子的运动方向将产生偏转 ,,,,,,导致沿电流方向的速度分量减幼 ,,,,,,电流变幼 ,,,,,,电阻增大。。。。。。。。这种景象就是磁阻效应。。。。。。。。

三、磁阻效应的发现

  磁阻效应由威廉?汤姆逊(William Thomson)于1857年发现。。。。。。。。由于在通常资猜中 ,,,,,,磁阻效应(电阻的变动)通常幼于5% ,,,,,,这样的效应后来被称为“常磁阻”(ordinary magnetoresistance, OMR)。。。。。。。。

四、磁阻效应的分类

1、常磁阻效应(ORDINARY MAGNETORESISTANCE Effect, OMR)

  对所有非磁性金属而言 ,,,,,,由于在磁场中受到洛伦兹力的影响 ,,,,,,部门载流子在前进中产生偏转 ,,,,,,使得蹊径造成沿曲线前进 ,,,,,,如此将使载流子前进蹊径长度增长 ,,,,,,使载流子碰撞机率增大 ,,,,,,进而增长资料的电阻。。。。。。。。

2、巨磁阻效应(GIANT MAGNETORESISTANCE Effect, GMR)

  巨磁阻效应存在于铁磁性(如:Fe, Co, Ni)/非铁磁性(如:Cr, Cu, Ag, Au)的多层膜系统 ,,,,,,由于非磁性层的磁互换作用会扭转磁性层的传导电子行为 ,,,,,,使得电子产生水平分歧的磁散射而造成较大的电阻 ,,,,,,其电阻变动较常磁阻大上很多 ,,,,,,故被称为“巨磁阻”。。。。。。。。 
  2007年诺贝尔物理学奖授予来自法国国度科学钻研中心的物理学家艾尔伯?费尔和来自德国尤利希钻研中心的物理学家皮特?克鲁伯格 ,,,,,,以赞美他们发现巨磁阻效应的贡献。。。。。。。。

3、超巨磁阻效应(COLOSSAL MAGNETORESISTANCE Effect, CMR)

  超巨磁阻效应存在于拥有钙钛矿(Perovskite)ABO3的陶瓷氧化物钟祝。。。。。。。其磁阻变动随着表加磁场变动而罕见个数量级的变动。。。。。。。。其产生的机造与巨磁阻效应(GMR)分歧 ,,,,,,并且往往大上很多 ,,,,,,所以被称为“超巨磁阻”。。。。。。。。

4、异向性磁阻效应(ANISOTROPIC MAGNETORESISTANCE Effect, AMR)

  有些资猜中磁阻的变动 ,,,,,,与磁场和电流间夹角有关 ,,,,,,称为异向性磁阻效应。。。。。。。。

5、穿隧磁阻效应(TUNNEL MAGNETORESISTANCE Effect, TMR)

  穿隧磁阻效应是指在铁磁-绝缘体薄膜(约1纳米)-铁磁资猜中 ,,,,,,其穿隧电阻大幼随双方铁磁资料相对方向变动的效应。。。。。。。。穿隧磁阻效应首吓宗1975年由Michel Julliere在铁磁资料(Fe)与绝缘体资料(Ge)发现;;;;;;室温穿隧磁阻效应则于1995年 ,,,,,,由Terunobu Miyazaki与Moodera别离发现。。。。。。。。穿隧磁阻效应是磁性随机存取内存(magnetic random access memory, MRAM)与硬盘中的磁性读写头(read sensors)的科学基础。。。。。。。。

五、磁阻效应的利用

  目前 ,,,,,,磁阻效应宽泛用于磁传赣注磁力计、电子罗盘、地位和角度传感器、车辆探测、GPS导航、仪器仪表、磁存储(磁卡、硬盘)等领域。。。。。。。。
  磁阻器件由于活络度高、抗滋扰能力强蹬着点在工业、交通、仪器仪表、医疗器械、探矿等领域得到宽泛利用 ,,,,,,如数字式罗盘、交通车辆检测、导航系统、假票检别、地位丈量等。。。。。。。。
  巨磁阻效应自从被发现以来就被用于开发研造用于硬磁盘的数据读取探头(Read Head)。。。。。。。。使得存储单字节数据所需的磁性资料尺寸大为削减 ,,,,,,从而使得磁盘的存储能力得到大幅度的提高。。。。。。。。第一个贸易化出产的数据读取探头由IBM公司于1997年投放市场 ,,,,,,到目前为止 ,,,,,,巨磁阻技术已经成为全世界险些所有电脑、数码相机、MP3播放器的尺度技术。。。。。。。。


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