magnetoresistiver Effekt. Schema, Beschreibung

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magnetoresistiver Effekt. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Strom für Anfänger

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Entdeckt von W. Thomson (Lord Kelvin) im Jahr 1857. Es stellt eine Änderung des Widerstands eines massiven Leiters unter dem Einfluss eines externen Magnetfelds dar. Es gibt transversale (magnetische Feldlinien senkrecht zur Stromlinie) und longitudinale (magnetische Feldlinien parallel zu den Stromlinien) magnetoresistive Effekte. Die relative Größe der Widerstandsänderung für ein senkrechtes Magnetfeld dR/Rperp bei Raumtemperatur beträgt für gewöhnliche Metalle ungefähr 10^-4 bei H=104 Oe (1 Oersted=80 A/m), die Ausnahme ist Wismut, für das dR/Rperp=2 bei H=3x10⁴ E. Dadurch ist es möglich, ein Magnetometer auf Wismutbasis mit einer Empfindlichkeit von 10 μV/T zu bauen. Für Halbleiter gilt dR/Rperp = = 10^-2...10 und hängt maßgeblich von der Konzentration der Verunreinigungen und der Temperatur ab, zum Beispiel für reines Germanium dR/Rperp=3 bei T=90K und H=1,8x10⁴ Э.

Eine Abnahme der Temperatur und eine Zunahme der magnetischen Feldstärke führen zu einem Anstieg von dR/Rper. Im Jahr 1927 wurde P.L. Kapitsa entdeckte in starken Magnetfeldern bei der Temperatur von flüssigem Stickstoff eine lineare Abhängigkeit von dR/Rperp von der Magnetfeldstärke (Kapitsas Gesetz). Der Proportionalitätskoeffizient ist in der Regel positiv, d.h. Der Widerstand nimmt mit zunehmendem Magnetfeld zu.

Die Tabelle zeigt die Koeffizienten dR/Rperp für verschiedene Metalle und Legierungen sowie verschiedene Temperaturen und Magnetfeldstärken H.

magnetoresistiver Effekt

Die Abhängigkeit der Leitfähigkeit von der Temperatur bei der Magnetfeldstärke H wird durch die Koper-Regel bestimmt: dR/R = [R(H,T) - R(0,T)]/R(0,T).

Die Anwendung des magnetoresistiven Effekts ist in [1] beschrieben.

Литература:

Partala O.N. Magnetoresistive Sensoren und ihre Anwendung//Radioamator. -1998. -Nr. 11-12. -C37.

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