Mis on magnetresistentsus?

Magnetresistentsuse omadus on võime muuta objekti läbivate elektrivoolude teed välise magnetvälja sisseviimisega. Anisotroopse magnetresistentsuse (AMR) tase ehk osakeste magnetite olemasolu tõttu teises suunas kõverdumise kiirus sõltub testitava materjali suhtelisest juhtivusest. See rakendus võimaldab elektril liikuda üle objekti suurema pinna, et suurendada selle üldist takistust molekulaarsel tasemel. Kasutades muutujatena erinevaid elemente, saab tegeliku magentoresistiivse efekti arvutamiseks rakendada valemit, mis võimaldab paljudel tööstusharudel määrata, millist tüüpi materjalid nende toodetesse kõige paremini sobivad.

Kuna selles teadusvaldkonnas on tehtud palju läbimurdeid alates selle avastamisest 1856. aastal Iiri leiutaja Lord Kelvini poolt, nimetatakse seda põhimõtet nüüd sageli tavaliseks magentoresistensiks (OMR). Kolossaalne magnetresistentsus (CMR) oli järgmine kohandatav klassifikatsioon ja seda kasutatakse selliste metallide kirjeldamiseks nagu perovskiitoksiidi võime muuta vastupidavust palju suuremaks, kui seni võimalikuks peetud. Seda tehnoloogiat hakati veelgi laiendama alles 20. sajandi lõpul.

1988. aastal avastasid nii Albert Fert kui ka Peter Grünberg iseseisvalt hiiglasliku magnetresistentsuse (GMR) rakendamise, mis seisneb ferromagnetiliste ja mittemagnetiliste elementide paberõhukeste metallikihtide virnastamises, et suurendada või vähendada objektide üldist takistust. Tunnelmagnetresistentsus (TMR) viib selle kontseptsiooni ühe sammu edasi, pannes elektronid spiraalselt risti, võimaldades ületada mittemagnetilist isolaatorit. Isolaator koosneb tavaliselt kristallilisest magneesiumoksiidist, mis kuni viimase ajani arvati rikkuvat klassikalise füüsika loodusseadusi. See kvantmehaaniline nähtus võimaldab mitmel tööstusel rakendada TMR-tehnoloogiaid, mis muidu oleks võimatud.

Võib-olla kõige levinum magnetresistentsuse näide on kõvaketaste rakendamine arvutisüsteemides. See tehnoloogia võimaldab seadmel lugeda ja kirjutada andmeid suurtes kogustes, kuna integreeritud mikroskoopilised kuumutusmähised võimaldavad kõvaketta töötamise ajal paremat juhtimist. Selle tulemuseks on suurem üldine salvestusmaht ja harvem andmekadu. Seda kasutatakse ka esimese põlvkonna mittevolitatud mälu volitamiseks, mis säilitab andmeid isegi siis, kui toiteallikat pole.