
【計】 magnetoresistance effect
magnetism
deliver; devote; extend; cause; delicate; fine; incur; send
resistance
【計】 ohmic resistance; R
【化】 resistance
【醫】 resistance
effect
【醫】 effect
磁緻電阻效應(Magnetoresistance Effect)是指材料的電阻率隨外加磁場變化而發生改變的現象。其英文術語為 "Magnetoresistance Effect",常縮寫為MR效應。從物理機制看,該效應源于磁場對材料中載流子(電子或空穴)運動軌迹的調制作用,導緻散射概率變化,從而改變電阻值。
普通磁緻電阻效應(OMR)
幾乎所有金屬和半導體均存在該效應,但變化幅度通常較小(<5%)。磁場使載流子發生偏轉(洛倫茲力作用),增加碰撞概率,電阻率升高。該現象在強磁場中更顯著。
巨磁緻電阻效應(GMR)
發現于1988年,指鐵磁/非磁多層膜結構中電阻隨磁場發生巨大變化的現象(變化率可達50%以上)。其機制與自旋相關散射相關:當相鄰鐵磁層磁矩平行時電阻最小,反平行時電阻最大。GMR效應推動了高密度硬盤讀取頭的革命性發展。
龐磁緻電阻效應(CMR)
某些錳氧化物(如La₁₋ₓSrₓMnO₃)在居裡溫度附近電阻率可驟降數個數量級,變化率超1000%。機理涉及雙交換作用與晶格極化子耦合,對磁場極為敏感。
注:因未獲取可驗證的線上權威鍊接,建議補充引用以下資源以增強:
- 中國物理學會《物理學報》相關綜述論文
- 美國國家标準與技術研究院(NIST)數據庫定義
- 教科書《Solid State Physics》 (Ashcroft & Mermin) 第27章
磁緻電阻效應(又稱磁電阻效應)是指材料在施加磁場時電阻率發生變化的物理現象。以下從定義、原理、分類和應用等方面進行詳細解釋:
磁緻電阻效應表現為材料的電阻值隨外加磁場強度或方向改變而變化。例如,當電流通過金屬或半導體時,施加垂直或平行于電流的磁場,其電阻會顯著改變。
載流子偏轉機制
材料中的載流子(電子或空穴)在磁場中受洛倫茲力作用發生偏轉,導緻運動路徑增長,散射概率增加,遷移率降低,最終表現為電阻率上升。
公式表示為:
$$
frac{Delta rho}{rho_0} = frac{rho_B - rho_0}{rho_0}
$$
其中,$rho_0$為無磁場時的電阻率,$rho_B$為有磁場時的電阻率。
材料特性差異
該效應被廣泛應用于磁敏傳感器、硬盤讀取頭(如巨磁阻元件)等領域。典型材料包括銻化铟(InSb)、砷化铟(InAs)等半導體。
擴展說明:巨磁阻效應(GMR)是磁緻電阻效應的一種特殊形式,其電阻變化幅度更大,常用于高靈敏度磁存儲設備。
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