X’hi huwa l-Magnetoresistor?

Definizzjoni: Meta r-resistenza ta' ċerti metalli u materjali semikonduċturi tibdil fl-presenza ta' fajr magneżiku, din il-fenomen huwa mmenġa bħala l-effett tal-magnetoresistenza. Il-komponenti li jippermettu dan l-effett jiġu mmunaxxi bħala magnetoresistori. Fl-aħjar mod possibli, magnetoresistor huwa tip ta' resistor li l-valur ta' r-resistenża tiegħu jivvarja mal-qawi u t-telqiegħ tal-fajr magneżiku estern.

Il-magnetoresistori għandhom ruħa importanti fil-dettuzzjoni tal-presenza ta' fajr magneżiku, fl-akkurat tal-forza tagħha, u fil-determinazzjoni tal-direzzjoni tal-forza magneżika. Solitament huma iffabrikati minn materjali semikonduċturi kif indju antimonju jew arseniju, li jagħmlu biex ikunu waħar sensibbli għal fajriet magneżika.

Prinċipju funzjonali tal-Magnetoresistor

Il-funzionament tal-magnetoresistor huwa mbasul fuq il-prinċipju tad-dinamika elettrika. Skont dan il-prinċipju, il-forza li taħdem fuq konduċtur li jkarriga xurrent fl-fajr magneżiku tista’ timmodifika d-direzzjoni tal-xurrent. Meta ma jkunx hemm fajr magneżiku, il-karriġeri tal-każ ta' l-magnetoresistor jiżviegħu wara s-silġa.

Imma, fl-presenza ta' fajr magneżiku, d-direzzjoni tal-xurrent tibdil u tisilġa f'direzzjoni mhux stess. Il-perkorso tortuoz tal-xurrent jiżbid il-mobilità tal-karriġeri, li jgħaddi għal inċidenti. Dawn l-inċidenti jiġu bil-pierdgħa ta' enerġija fit-forma ta' ħelu, u dan l-ħelu jiġi bil-aument ta' r-resistenża tal-magnetoresistor. Biss quntità żgħira ta' xurrent jiżviegħu fl-magnetoresistor għall-presenza limitata ta' elektronijiet libbri.

Il-deflessjoni tal-elektronijiet fl-magnetoresistor tiddipendi mill-mobilità tagħhom. Il-mobilità tal-karriġeri fi materjali semikonduċturi hi akbar minn dak tal-metalli. Pereżempju, il-mobilità tal-arseniju jew indju antimonju hija approssimativament 2.4 m²/Vs.

Karatteristiċi tal-Magnetoresistor

Il-sensibilità tal-magnetoresistor tiddipendi mill-qawi tal-fajr magneżiku. Il-kurva karatteristiċi tal-magnetoresistor hija murra fis-silġa hawn taħt.

Fis-senza ta' fajr magneżiku, il-magnetizzazzjoni tal-element tal-magnetoresistor hija żero. Meta tfuq il-fajr magneżiku jidher bl-aħwa, r-resistenża tal-materjal tufulg lil valur korrispondenti mal-punt b. Il-presenza tal-fajr magneżiku tigħmel l-element tal-magnetoresistor jirotja b'anglu ta' 45º.

B'mod iktar kbir ta' qawi tal-fajr magneżiku, il-kurva tiġi sa punt ta' saturazzjoni, mminniena bħala punt C. L-element tal-magnetoresistenza solitament jopera jew fis-statu inizjali (punt O) jew qrib punt b. Meta jopra fis-punt b, huwa jimprestija karatteristiċi linjari.

Tipi ta' Magnetoresistori

Il-magnetoresistori jistgħu jiġu klassifikati f'ħamsa tipi ewlenin:

Magnetoresistanza Għoljien (GMR)

Fl-effett tal-Magnetoresistanza Għoljien, r-resistenża tal-magnetoresistor tniqsas b'mod signifikanti meta l-layers ferromagneżika huma allini parallel bejnhom. Imbagħal, meta dawn il-layers huma allini antiparallel, r-resistenża tniqsas drastikament. Il-konfigurazzjoni strutturale ta' dispożitiv GMR hija murra fis-silġa hawn taħt.

Magnetoresistanza Stravagante (EMR)

Fl-każ tal-Magnetoresistanza Stravagante, r-resistenża tal-metal tara komportament distinkt. Fis-senza ta' fajr magneżiku, r-resistenża hija relattivament għoli. Imma, meta tfuq il-fajr magneżiku, r-resistenża tniqsas b'mod signifikanti, imprestija b'varjazzjoni notevoli fil-proprjetajiet elettrika fl-risposta għal influwenza magneżika.

Magnetoresistor tal-Tunnel (TMR)

Fl-Magnetoresistor tal-Tunnel, il-konduzzjoni tal-xurrent tħassil b'mod uniku. Il-xurrent jiżviegħu minn elektroda ferromagneżika, passa permezz ta' stratum isolanti. Il-quantità ta' xurrent li jtunnela permezz ta' din il-barriera isolanti hija dipendenti mill-orjentazzjoni relatattiva tal-magnetizzazzjoni fil-elektrodijiet ferromagneżiki. Differenzji fl-orjentazzjoni tal-magnetizzazzjoni jistgħu jiġu b'varjazzjonijiet signifikanti fil-magnitudine tal-xurrent tal-tunnel, li jgħamel dan il-proprjetà waħar għal applikazzjonijiet diversi li jiddependu fuq il-kontroll u dettuzzjoni preċiża ta' stati magneżiki.

Xurrent relattivament għoli jiżviegħu meta l-orjentazzjonijiet tal-magnetizzazzjoni tal-elektrodijiet huma parallel bejnhom. Imbagħal, disposizzjoni antiparallel tal-orjentazzjonijiet tal-magnetizzazzjoni tniqsas b'mod signifikanti r-resistenża bejn is-strati.