
【计】 magnetoresistance effect
magnetism
deliver; devote; extend; cause; delicate; fine; incur; send
resistance
【计】 ohmic resistance; R
【化】 resistance
【医】 resistance
effect
【医】 effect
磁致电阻效应(Magnetoresistance Effect)是指材料的电阻率随外加磁场变化而发生改变的现象。其英文术语为 "Magnetoresistance Effect",常缩写为MR效应。从物理机制看,该效应源于磁场对材料中载流子(电子或空穴)运动轨迹的调制作用,导致散射概率变化,从而改变电阻值。
普通磁致电阻效应(OMR)
几乎所有金属和半导体均存在该效应,但变化幅度通常较小(<5%)。磁场使载流子发生偏转(洛伦兹力作用),增加碰撞概率,电阻率升高。该现象在强磁场中更显著。
巨磁致电阻效应(GMR)
发现于1988年,指铁磁/非磁多层膜结构中电阻随磁场发生巨大变化的现象(变化率可达50%以上)。其机制与自旋相关散射相关:当相邻铁磁层磁矩平行时电阻最小,反平行时电阻最大。GMR效应推动了高密度硬盘读取头的革命性发展。
庞磁致电阻效应(CMR)
某些锰氧化物(如La₁₋ₓSrₓMnO₃)在居里温度附近电阻率可骤降数个数量级,变化率超1000%。机理涉及双交换作用与晶格极化子耦合,对磁场极为敏感。
注:因未获取可验证的在线权威链接,建议补充引用以下资源以增强:
- 中国物理学会《物理学报》相关综述论文
- 美国国家标准与技术研究院(NIST)数据库定义
- 教科书《Solid State Physics》 (Ashcroft & Mermin) 第27章
磁致电阻效应(又称磁电阻效应)是指材料在施加磁场时电阻率发生变化的物理现象。以下从定义、原理、分类和应用等方面进行详细解释:
磁致电阻效应表现为材料的电阻值随外加磁场强度或方向改变而变化。例如,当电流通过金属或半导体时,施加垂直或平行于电流的磁场,其电阻会显著改变。
载流子偏转机制
材料中的载流子(电子或空穴)在磁场中受洛伦兹力作用发生偏转,导致运动路径增长,散射概率增加,迁移率降低,最终表现为电阻率上升。
公式表示为:
$$
frac{Delta rho}{rho_0} = frac{rho_B - rho_0}{rho_0}
$$
其中,$rho_0$为无磁场时的电阻率,$rho_B$为有磁场时的电阻率。
材料特性差异
该效应被广泛应用于磁敏传感器、硬盘读取头(如巨磁阻元件)等领域。典型材料包括锑化铟(InSb)、砷化铟(InAs)等半导体。
扩展说明:巨磁阻效应(GMR)是磁致电阻效应的一种特殊形式,其电阻变化幅度更大,常用于高灵敏度磁存储设备。
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