मैग्नेटोरेजिस्टर क्या है?

परिभाषा: यदि कुछ धातुओं र सेमीकंडक्टर सामग्रिहरूको प्रतिरोध चुम्बकीय क्षेत्रको उपस्थितिमा परिवर्तन हुन्छ, यो घटनालाई चुम्बकीय प्रतिरोध प्रभाव भनिन्छ। यस प्रभावले प्रदर्शन गर्ने घटकहरूलाई चुम्बकीय प्रतिरोधक भनिन्छ। साधारण शब्दमा, चुम्बकीय प्रतिरोधक एउटा प्रकारको प्रतिरोधक हो जसको प्रतिरोध मान बाहिरी चुम्बकीय क्षेत्रको बल र दिशामा अनुसार परिवर्तन गर्छ।

चुम्बकीय प्रतिरोधकहरू चुम्बकीय क्षेत्रको उपस्थितिलाई पत्ता लगाउन, यसको बल मापन गर्न र चुम्बकीय बलको दिशा निर्धारण गर्न एक महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छन्। यी आमतौरले इन्डियम एन्टिमोनाइड वा इन्डियम आर्सेनाइड जस्ता सेमीकंडक्टर सामग्रिहरू बाट बनेका हुन्छन्, जसले चुम्बकीय क्षेत्रमा उच्च संवेदनशीलता राख्ने विशिष्ट विद्युतीय गुणहरू सँग सजिलो छन्।

चुम्बकीय प्रतिरोधकको कार्य तत्त्व

चुम्बकीय प्रतिरोधकको कार्य विद्युत गतिकीको सिद्धान्त आधारित छ। यस सिद्धान्तअनुसार, चुम्बकीय क्षेत्रमा धारा लिएको चालक वस्तुमा कार्य गर्ने बल धाराको दिशा परिवर्तन गर्छ। जब चुम्बकीय क्षेत्र छैन, त्यस समय चुम्बकीय प्रतिरोधकमा आवेश वाहकहरू सीधी पथमा चल्छन्।

तर, चुम्बकीय क्षेत्रको उपस्थितिमा, धाराको दिशा परिवर्तन गर्दछ र विपरीत दिशामा प्रवाहित हुन्छ। धाराको विकृत पथ आवेश वाहकहरूको गतिशीलता बढाउँछ, जसले टक्राम गराउँछ। यी टक्रामहरू ऊष्मा रूपमा ऊर्जा नष्ट गर्छ, र यस ऊष्मा चुम्बकीय प्रतिरोधकको प्रतिरोध बढाउँछ। चुम्बकीय प्रतिरोधकमा फरकी आवेश वाहकहरूको उपस्थितिले केवल ठूलो मात्रामा धारा प्रवाहित हुने छ।

चुम्बकीय प्रतिरोधकमा इलेक्ट्रॉनहरूको विकृतिले उनीहरूको गतिशीलतामा निर्भर छ। सेमीकंडक्टर सामग्रिहरूमा आवेश वाहकहरूको गतिशीलता धातुहरू भन्दा उच्च छ। उदाहरणका लागि, इन्डियम आर्सेनाइड वा इन्डियम एन्टिमोनाइडको गतिशीलता लगभग २.४ m²/Vs छ।

चुम्बकीय प्रतिरोधकको विशेषताहरू

चुम्बकीय प्रतिरोधकको संवेदनशीलता चुम्बकीय क्षेत्रको बलमा निर्भर छ। चुम्बकीय प्रतिरोधकको विशिष्ट वक्र निम्न चित्रमा देखाएको छ।

चुम्बकीय क्षेत्रको अनुपस्थितिमा, चुम्बकीय प्रतिरोधक तत्त्वको चुम्बकीकरण शून्य छ। जब चुम्बकीय क्षेत्र थोरै बढ्दै जान्छ, त्यस समय सामग्रीको प्रतिरोध b बिन्दुले अनुरूप मान नजिक आउँछ। चुम्बकीय क्षेत्रको उपस्थितिले चुम्बकीय प्रतिरोधक तत्त्वलाई ४५º को दिशामा घुमाउँछ।

चुम्बकीय क्षेत्रको बल अत्यधिक बढ्दै जाने साथै, वक्र संतोषन बिन्दु C लाई पुग्छ। चुम्बकीय प्रतिरोधक तत्त्व सामान्यतया शुरुआती अवस्था (O बिन्दु) वा b बिन्दुको नजिक चलाउँछ। b बिन्दुमा चलाउँदा, यो रैखिक विशेषता प्रदर्शन गर्छ।

चुम्बकीय प्रतिरोधकका प्रकारहरू

चुम्बकीय प्रतिरोधकलाई तीन मुख्य प्रकारमा विभाजित गर्न सकिन्छ:

ग्रान्ट मैग्नेटोरेसिस्टेन्स (GMR)

ग्रान्ट मैग्नेटोरेसिस्टेन्स प्रभावमा, चुम्बकीय प्रतिरोधकको प्रतिरोध जब यसका चुम्बकीय लायरहरू समान्तर रूपमा संरेखित हुन्छन् त्यस समय बेसी घट्छ। विपरीत रूपमा, जब यी लायरहरू विपरीत दिशामा संरेखित हुन्छन्, त्यस समय प्रतिरोध बेसी बढ्छ। GMR उपकरणको संरचनात्मक विन्यास निम्न चित्रमा देखाएको छ।

असामान्य मैग्नेटोरेसिस्टेन्स (EMR)

असामान्य मैग्नेटोरेसिस्टेन्सको देखिलो, धातुको प्रतिरोध एक विशिष्ट व्यवहार देखाउँछ। चुम्बकीय क्षेत्रको अनुपस्थितिमा, प्रतिरोध अपेक्षाकृत उच्च छ। तर, जब चुम्बकीय क्षेत्र लगाइएको छ, त्यस समय प्रतिरोध बेसी घट्छ, जसले चुम्बकीय प्रभावमा विद्युतीय गुणहरूमा उल्लेखनीय परिवर्तन देखाउँछ।

टनेल मैग्नेटोरेसिस्टेन्स (TMR)

टनेल मैग्नेटोरेसिस्टेन्समा, धारा चालनको एक विशिष्ट तरिका छ। धारा एक चुम्बकीय इलेक्ट्रोडबाट, एक अन्तर्बाहिक लायर बीच पार गर्छ। यस अन्तर्बाहिक बाधाको माध्यम बाट टनेल गर्ने धाराको मात्रा चुम्बकीय इलेक्ट्रोडहरूको चुम्बकीकरणको सापेक्ष दिशामा अत्यधिक निर्भर छ। विभिन्न चुम्बकीकरण दिशाहरूले टनेल धाराको मात्रामा महत्त्वपूर्ण भिन्नता ल्याउँछ, जसले यो गुण चुम्बकीय अवस्थाको निर्भर योग्य नियन्त्रण र निर्णय गर्ने विभिन्न अनुप्रयोगहरूको लागि महत्त्वपूर्ण बनाउँछ।

जब इलेक्ट्रोडहरूको चुम्बकीकरण दिशाहरू समान्तर रहन्छन्, त्यस समय अपेक्षाकृत ठूलो धारा प्रवाहित हुन्छ। विपरीत रूपमा, चुम्बकीकरण दिशाहरूको विपरीत व्यवस्थाले लायरहरू बीचको प्रतिरोध बेसी बढाउँछ।