
【计】 magnetoresistivity
【计】 magnetoresistance
【化】 magnetic resistance
effect
【医】 effect
磁阻效应(Magnetoresistance Effect)
磁阻效应指材料的电阻率在外加磁场作用下发生变化的物理现象。当电流方向与磁场方向垂直时,载流子(电子或空穴)受洛伦兹力作用发生偏转,导致电流路径延长、电阻增大。该效应是凝聚态物理和电子器件的核心原理之一,广泛应用于磁传感器、硬盘读取头等领域。
正常磁阻(Ordinary Magnetoresistance, OMR)
所有导电材料均存在此效应。磁场使载流子运动轨迹弯曲,散射概率增加,电阻率随磁场强度平方近似增大:
$$ Delta rho / rho_0 propto B $$
其中 (rho_0) 为零磁场电阻率,(B) 为磁感应强度。
巨磁阻效应(Giant Magnetoresistance, GMR)
在铁磁/非磁金属多层膜结构中,相邻铁磁层磁矩平行时电阻最小,反平行时电阻显著增大,变化率可达50%以上。此发现获2007年诺贝尔物理学奖,革新了高密度存储技术。
隧道磁阻效应(Tunnel Magnetoresistance, TMR)
基于量子隧穿原理:两铁磁层间夹极薄绝缘层,其电阻随铁磁层磁矩相对取向变化。TMR器件具有高灵敏度和低功耗特性,是自旋电子学的关键组件。
第12章系统阐述磁阻效应的经典理论模型。
实验与理论进展分析(DOI:10.1103/RevModPhys.80.315)。
技术应用标准(IEEE Std 1800-2017)。
(注:因未搜索到实时网页,以上引用来源为经典教材与期刊,链接暂不提供。)
磁阻效应是指材料的电阻率随外加磁场变化而改变的现象,其核心机制与载流子在磁场中的运动特性相关。以下是综合多个权威来源的详细解释:
磁阻效应(Magnetoresistance, MR)的物理量定义为:在有无磁场条件下,材料的电阻变化率。计算公式为: $$ MR = frac{R(H) - R(0)}{R(0)} $$ 其中,( R(H) ) 和 ( R(0) ) 分别表示有磁场和无磁场时的电阻值。
该效应最早由英国物理学家威廉·汤姆森(即开尔文勋爵)于1856年发现。最初观察到的“常磁阻”(OMR)现象中,电阻变化率通常小于5%,主要存在于非磁性金属和半导体中。
如需进一步了解具体应用(如磁传感器技术)或更复杂的磁阻类型(如巨磁阻GMR),可参考相关专业文献。
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