物质的电阻率在磁场中会产生轻微变动。。。。。。。。这种景象叫磁阻效应(AMR)。。。。。。。。某些前提下物质电阻率会随磁场产生较大变动称作巨磁阻效应(GMR)。。。。。。。。GMR能够比AMR大一个数量级的活络度。。。。。。。。巨磁阻效应是一种量子力学和凝聚态物理学景象,,,,,是指磁性资料的电阻率在有表磁场作用时较之无表磁场作用时存在巨大变动的景象。。。。。。。。
巨磁阻又称特大磁电阻,,,,,即GMR(Giant Magneto Resistance),,,,,GMR磁头是由4层导电资料和磁性资料薄膜组成的:一个传感层、一个非导电中介层、一个磁性的栓层和一个互换层。。。。。。。。
凭据导电的微观机理,,,,,电子在导电时并不是沿电场直线前进,,,,,而是不休和晶格中的原子产生碰撞(又称散射),,,,,每次散射后电子城市扭转运动方向,,,,,总的运动是电场对电子的定向加快与这种无规散射运动的叠加。。。。。。。。称电子在两次散射之间走过的均匀旅程为均匀自由程,,,,,电子散射几率幼,,,,,则均匀自由程长,,,,,电阻率低。。。。。。。。电阻定律 R=ρl/S中,,,,,把电阻率ρ视为常数,,,,,与资料的几何尺度无关,,,,,这是忽略了天堑效应。。。。。。。。当资料的几何尺度幼到纳米量级,,,,,只有几个原子的厚度时(例如,,,,,铜原子的直径约为0.3nm),,,,,电子在天堑上的散射几率大大增长,,,,,能够显著观察到厚度减幼,,,,,电阻率增长的景象。。。。。。。。
01硬盘巨磁阻效应的读出磁头
极大的提高了磁盘纪录密度,,,,,极大提高了硬盘的容量,,,,,同时缩幼了硬盘的体积。。。。。。。。目前硬盘最大容量已经达到4TB。。。。。。。。远弘远于利用巨磁阻效应前的硬盘。。。。。。。。
02角度、地位传感器
用于数控机床、汽车测速、非接触开关、旋转编码器等领域 。。。。。。。。拥有功耗幼、靠得住性高、体积幼、价值便宜和更强的输出信号蹬着点 。。。。。。。。如图英飞凌选取GMR效应出产传感器。。。。。。。。
03基于GMR传感器阵列的生物检测
GMR传感器比电子传感器更活络、可沉复性强,,,,,拥有更宽的工作温度、工作电压和抗机械冲击、震荡的优异机能,,,,,并且GMR传感器的工作点也不会随功夫推移而产生偏移。。。。。。。。GMR传感器的造备成本和检测成本低,,,,,对样本的需要量很幼。。。。。。。。由GMR传感器组成的阵列,,,,,还能够结合现有的IC工艺,,,,,提高整体设备的集成度,,,,,进行多指标的检测。。。。。。。。同时,,,,,对比传统的荧光检测法,,,,,磁性象征没有很强的环境噪声,,,,,象征自身不会逐步消退,,,,,也不必要昂贵的光学扫描设备以及专业的操作人员。。。。。。。。
04GMR传感器芯片在军事设备上的利用
好比:超微磁场探测器 ,,,,,地磁场探测传感器 ,,,,,航天器磁场方位传感器