المقاومة المغناطيسية العملاقة

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 23 صور
الموسوعة الحرة

المقاومة المغناطيسية العملاقة ( GMR ) هي ظاهرة مقاومة مغناطيسية كمومية تُلاحظ في طبقات متعددة تتكون من طبقات موصلة مغناطيسية وغير مغناطيسية بالتناوب. مُنحت جائزة نوبل في الفيزياء عام 2007 لألبرت فيرت وبيتر غرونبيرغ لاكتشافهما هذه الظاهرة، التي أرست الأساس لدراسة الإلكترونيات الدورانية .

يُلاحظ هذا التأثير كتغير ملحوظ في المقاومة الكهربائية، وذلك تبعًا لاتجاه مغنطة الطبقات المغناطيسية الحديدية المتجاورة، سواءً كانت متوازية أو متعاكسة . تكون المقاومة الكلية منخفضة نسبيًا في حالة التوازي، ومرتفعة نسبيًا في حالة التعاكس. ويمكن التحكم في اتجاه المغنطة، على سبيل المثال، بتطبيق مجال مغناطيسي خارجي. ويعتمد هذا التأثير على اعتماد تشتت الإلكترونات على اتجاه دورانها المغزلي.

يُستخدم جهاز GMR بشكل أساسي في أجهزة استشعار المجال المغناطيسي ، والتي تُستخدم لقراءة البيانات في محركات الأقراص الصلبة ، وأجهزة الاستشعار الحيوية ، والأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة (MEMS)، وغيرها من الأجهزة. [ 1 ] كما تُستخدم هياكل GMR متعددة الطبقات في ذاكرة الوصول العشوائي المغناطيسية (MRAM) كخلايا لتخزين بت واحد من المعلومات.

في الأدب، يُخلط أحيانًا بين مصطلح المقاومة المغناطيسية العملاقة والمقاومة المغناطيسية الهائلة لأشباه الموصلات المغناطيسية الحديدية والمضادة للمغناطيسية الحديدية ، والتي لا ترتبط ببنية متعددة الطبقات. [ 2 ] [ 3 ]

النتائج الأساسية لألبرت فيرت وبيتر غرونبيرغ (1988): تغير مقاومة الشبكات الفائقة من الحديد/الكروم عند 4.2  كلفن في مجال مغناطيسي خارجي H. كان كل من التيار والمجال المغناطيسي متوازيين مع المحور [110] . يشير السهم إلى اليمين إلى أقصى تغير في المقاومة. H <sub>s</sub> هو مجال التشبع. [ ملاحظة 1 ]

التركيبة

المقاومة المغناطيسية هي اعتماد المقاومة الكهربائية لعينة ما على شدة مجال مغناطيسي خارجي. ويتم تحديدها عددياً بنسبة المقاومة المغناطيسية، δH :

دلتاح=R(ح)-R(0)R(0){\displaystyle \delta _{H}={\frac {R(H)-R(0)}{R(0)}}}

حيث R(H) هي مقاومة العينة في مجال مغناطيسي H، وR(0) تُقابل H = 0. [ 4 ] قد تستخدم صيغ بديلة لهذا التعبير المقاومة الكهربائية النوعية بدلاً من المقاومة، وإشارة مختلفة لـ δH ، [ 5 ] ويتم أحيانًا تطبيعها بواسطة R(H) بدلاً من R(0). [ 6 ]

يشير مصطلح "المقاومة المغناطيسية العملاقة" إلى أن قيمة δ H للهياكل متعددة الطبقات تتجاوز بشكل كبير قيمة المقاومة المغناطيسية المتباينة، والتي تبلغ قيمتها النموذجية بضعة بالمئة. [ 7 ] [ 8 ]

تاريخ

اكتُشف الرنين المغناطيسي العملاق (GMR) بشكل مستقل عام 1988 [ 9 ] [ 10 ] من قِبل مجموعتي ألبرت فيرت من جامعة باريس الجنوبية ، فرنسا، وبيتر غرونبيرغ من مركز يوليش للأبحاث ، ألمانيا. وقد حظي هذا الاكتشاف التجريبي بتقديرٍ لأهميةٍ عمليةٍ، حيث مُنح فيرت وغرونبيرغ جائزة نوبل في الفيزياء عام 2007. [ 11 ]

الاسترجاع المبكر

نُشر أول نموذج رياضي يصف تأثير المغنطة على حركة حاملات الشحنة في المواد الصلبة ، والمرتبط بدوران هذه الحاملات، في عام 1936. وقد عُرفت الأدلة التجريبية على إمكانية تعزيز δH منذ ستينيات القرن الماضي. وبحلول أواخر ثمانينيات القرن الماضي، كانت المقاومة المغناطيسية المتباينة قد دُرست جيدًا، [ 12 ] [ 13 ] إلا أن القيمة المقابلة لـ δH لم تتجاوز بضعة بالمئة. [ 7 ] وأصبح تعزيز δH ممكنًا مع ظهور تقنيات تحضير العينات، مثل الترسيب الجزيئي الشعاعي ، الذي يسمح بتصنيع أغشية رقيقة متعددة الطبقات بسماكة عدة نانومترات. [ 14 ]

التجربة وتفسيرها

درس كل من فيرت وغرونبيرغ المقاومة الكهربائية للهياكل التي تتضمن مواد مغناطيسية حديدية وغير مغناطيسية حديدية. وعلى وجه الخصوص، عمل فيرت على الأغشية متعددة الطبقات، واكتشف غرونبيرغ في عام 1986 التفاعل التبادلي المضاد للمغناطيسية الحديدية في أغشية الحديد/الكروم. [ 14 ]

أُجريت أعمال اكتشاف المقاومة المغناطيسية العملاقة (GMR) من قِبل المجموعتين على عينات مختلفة قليلاً. استخدمت مجموعة فيرت هياكل فائقة من الحديد (001) والكروم (001)، حيث رُسِّبت طبقات الحديد والكروم في فراغ عالٍ على ركيزة من زرنيخيد الغاليوم (001) عند درجة حرارة 20  درجة مئوية، وأُجريت قياسات المقاومة المغناطيسية عند درجة حرارة منخفضة (عادةً 4.2 كلفن). [ 10 ] أما عمل غرونبيرغ فقد أُجري على طبقات متعددة من الحديد والكروم على زرنيخيد الغاليوم (110) عند درجة حرارة الغرفة. [ 9 ]

في طبقات الحديد/الكروم المتعددة ذات طبقات الحديد بسمك 3 نانومتر، أدى زيادة سمك طبقات الكروم غير المغناطيسية من 0.9 إلى 3  نانومتر إلى إضعاف الاقتران المضاد للمغناطيسية بين طبقات الحديد وتقليل مجال إزالة المغناطيسية، والذي انخفض أيضًا عند تسخين العينة من 4.2 كلفن إلى درجة حرارة الغرفة. وأدى تغيير سمك الطبقات غير المغناطيسية إلى انخفاض ملحوظ في المغنطة المتبقية في حلقة التخلف المغناطيسي. وتغيرت المقاومة الكهربائية بنسبة تصل إلى 50% مع وجود مجال مغناطيسي خارجي عند 4.2 كلفن. أطلق فيرت على هذه الظاهرة الجديدة اسم المقاومة المغناطيسية العملاقة، لتسليط الضوء على اختلافها عن المقاومة المغناطيسية المتباينة. [ 10 ] [ 15 ] وقد توصلت تجربة غرونبيرغ [ 9 ] إلى نفس النتيجة، ولكن كان التأثير أقل وضوحًا (3% مقارنةً بـ 50%) نظرًا لأن العينات كانت عند درجة حرارة الغرفة بدلًا من درجة حرارة منخفضة.

اقترح المكتشفون أن هذا التأثير يعتمد على تشتت الإلكترونات في الشبكة الفائقة تبعًا لدوران الإلكترونات، وتحديدًا على اعتماد مقاومة الطبقات على التوجهات النسبية للمغنطة ودوران الإلكترونات. [ 9 ] [ 10 ] وقد طُوّرت نظرية المقاومة المغناطيسية العملاقة (GMR) لاتجاهات مختلفة للتيار خلال السنوات القليلة التالية. في عام 1989، قام كاملي وبارناس بحساب هندسة "التيار في المستوى" (CIP)، حيث يتدفق التيار على طول الطبقات، باستخدام التقريب الكلاسيكي، [ 16 ] بينما استخدم ليفي وآخرون الصيغة الكمومية. [ 17 ] نُشرت نظرية المقاومة المغناطيسية العملاقة (GMR) للتيار العمودي على الطبقات (التيار العمودي على المستوى أو هندسة CPP)، والمعروفة بنظرية فاليه-فيرت، في عام 1993. [ 18 ] تُفضل التطبيقات هندسة CPP [ 19 ] لأنها توفر نسبة مقاومة مغناطيسية أكبر (δH ) ، [ 20 ] مما يؤدي إلى حساسية أكبر للجهاز. [ 21 ]

نظرية

الأساسيات

التشتت المعتمد على اللف المغزلي

الكثافة الإلكترونية للحالات (DOS) في المعادن المغناطيسية وغير المغناطيسية. 1: بنية طبقتين مغناطيسيتين حديديتين وطبقة واحدة غير مغناطيسية (تشير الأسهم إلى اتجاه التمغنط). 2: انقسام الكثافة الإلكترونية للحالات للإلكترونات ذات اتجاهات الدوران المختلفة لكل طبقة (تشير الأسهم إلى اتجاه الدوران). F: مستوى فيرمي . العزم المغناطيسي معاكس لاتجاه الدوران الكلي عند مستوى فيرمي.

في المواد ذات الترتيب المغناطيسي، تتأثر المقاومة الكهربائية بشكل حاسم بتشتت الإلكترونات على الشبكة الفرعية المغناطيسية للبلورة، والتي تتكون من ذرات متكافئة بلوريًا ذات عزوم مغناطيسية غير صفرية. يعتمد التشتت على التوجهات النسبية لدوران الإلكترونات وتلك العزوم المغناطيسية: يكون أضعف ما يكون عندما تكون متوازية، وأقوى ما يكون عندما تكون متعاكسة. ويكون قويًا نسبيًا في الحالة البارامغناطيسية، حيث تكون العزوم المغناطيسية للذرات ذات توجهات عشوائية. [ 7 ] [ 22 ]

في الموصلات الجيدة كالذهب والنحاس، يقع مستوى فيرمي ضمن نطاق sp ، ويكون نطاق d ممتلئًا تمامًا. أما في المواد المغناطيسية الحديدية، فيرتبط اعتماد تشتت الإلكترونات بالذرات على اتجاه عزمها المغناطيسي بامتلاء النطاق المسؤول عن الخصائص المغناطيسية للمعدن، مثل نطاق 3d للحديد والنيكل والكوبالت . ينقسم نطاق d في المواد المغناطيسية الحديدية لاحتوائه على عدد مختلف من الإلكترونات ذات اللف المغزلي المتجه لأعلى ولأسفل . لذا، تختلف كثافة الحالات الإلكترونية عند مستوى فيرمي أيضًا بالنسبة للفّ المغزلي المتجه في اتجاهين متعاكسين. يقع مستوى فيرمي للإلكترونات ذات اللف المغزلي الأغلبي ضمن نطاق sp ، ويكون انتقالها متشابهًا في المواد المغناطيسية الحديدية والمعادن غير المغناطيسية. أما بالنسبة للإلكترونات ذات اللف المغزلي الأقلي، فيتم تهجين نطاقي sp و d ، ويقع مستوى فيرمي ضمن نطاق d . تتميز حزمة spd المهجنة بكثافة حالات عالية، مما يؤدي إلى تشتت أقوى وبالتالي مسار حر متوسط ​​أقصر λ للإلكترونات ذات اللف المغزلي الأقل مقارنةً بالإلكترونات ذات اللف المغزلي الأكثر. في النيكل المُطعّم بالكوبالت، قد تصل النسبة λ ↑ /λ ↓ إلى 20. [ 23 ]

وفقًا لنظرية درود ، تتناسب الموصلية طرديًا مع λ، التي تتراوح من بضعة نانومترات إلى عشرات النانومترات في الأغشية المعدنية الرقيقة. تحتفظ الإلكترونات باتجاه دورانها ضمن ما يُسمى طول استرخاء الدوران (أو طول انتشار الدوران )، والذي قد يتجاوز المسار الحر المتوسط ​​بشكل ملحوظ. يشير النقل المعتمد على الدوران إلى اعتماد الموصلية الكهربائية على اتجاه دوران حاملات الشحنة. في المواد المغناطيسية الحديدية، يحدث ذلك نتيجة لانتقالات الإلكترونات بين نطاقي 4s غير المنقسم و 3 d المنقسم . [ 7 ]

في بعض المواد، يكون التفاعل بين الإلكترونات والذرات أضعف ما يكون عندما تكون عزومها المغناطيسية متعاكسة وليست متوازية. ويمكن أن يؤدي الجمع بين هذين النوعين من المواد إلى ما يُعرف بتأثير المقاومة المغناطيسية العملاقة العكسية. [ 7 ] [ 24 ]

هندسة CIP و CPP

صمامات دوارة في رأس قراءة مستشعر في تصميمي CIP (يسار) وCPP (يمين). الأحمر: أسلاك توصيل التيار للمستشعر، الأخضر والأصفر: طبقات مغناطيسية وغير مغناطيسية. V: فرق الجهد.

يمكن تمرير التيار الكهربائي عبر الشبكات الفائقة المغناطيسية بطريقتين. في هندسة التيار في المستوى (CIP)، يتدفق التيار على طول الطبقات، وتقع الأقطاب الكهربائية على جانب واحد من البنية. أما في هندسة التيار العمودي على المستوى (CPP)، فيمر التيار عموديًا على الطبقات، وتقع الأقطاب الكهربائية على جانبين مختلفين من الشبكة الفائقة. [ 7 ] تُنتج هندسة CPP مقاومة مغناطيسية عملاقة (GMR) أعلى بأكثر من الضعف، ولكن تحقيقها عمليًا أصعب من هندسة CIP. [ 25 ] [ 26 ]

نقل الشحنات عبر شبكة مغناطيسية فائقة

صمام دوران يعتمد على تأثير المقاومة المغناطيسية العملاقة. FM: طبقة مغناطيسية حديدية (تشير الأسهم إلى اتجاه التمغنط)، NM: طبقة غير مغناطيسية. تتشتت الإلكترونات ذات الدوران لأعلى ولأسفل بشكل مختلف داخل الصمام.

يختلف الترتيب المغناطيسي في الشبكات الفائقة ذات التفاعل المغناطيسي الحديدي والتفاعل المغناطيسي المضاد للحديد بين الطبقات. في الحالة الأولى، تكون اتجاهات التمغنط متطابقة في مختلف الطبقات المغناطيسية الحديدية في غياب مجال مغناطيسي خارجي، بينما في الحالة الثانية، تتبادل الاتجاهات المتعاكسة في الطبقات المتعددة. تتفاعل الإلكترونات التي تمر عبر الشبكة الفائقة المغناطيسية الحديدية معها بشكل أضعف بكثير عندما تكون اتجاهات دورانها معاكسة لاتجاه تمغنط الشبكة مقارنةً بتفاعلها الموازي له. لا تُلاحظ هذه الخاصية المتباينة في الشبكة الفائقة المغناطيسية المضادة للحديد؛ ونتيجةً لذلك، فإنها تُشتت الإلكترونات بقوة أكبر من الشبكة الفائقة المغناطيسية الحديدية، وتُظهر مقاومة كهربائية أعلى. [ 7 ]

تتطلب تطبيقات تأثير المقاومة المغناطيسية العملاقة (GMR) تبديلًا ديناميكيًا بين التمغنط المتوازي والمتضاد للطبقات في الشبكة الفائقة. في التقريب الأول، تتناسب كثافة طاقة التفاعل بين طبقتين مغناطيسيتين حديديتين تفصل بينهما طبقة غير مغناطيسية مع حاصل الضرب القياسي لتمغنطهما.

w=-ج(م1⋅م2).{\displaystyle w=-J(\mathbf {M} _{1}\cdot \mathbf {M} _{2}).}

المعامل J دالة تذبذبية لسمك الطبقة غير المغناطيسية d s ؛ لذا يمكن أن يتغير مقدار J وإشارته. إذا كانت قيمة d s تُشير إلى حالة التوازي المعاكس، فإن مجالًا خارجيًا يُمكنه تحويل الشبكة الفائقة من حالة التوازي المعاكس (مقاومة عالية) إلى حالة التوازي (مقاومة منخفضة). يُمكن كتابة المقاومة الكلية للبنية على النحو التالي:

R=R0+ΔRالخطيئة2⁡θ2،{\displaystyle R=R_{0}+\Delta R\sin ^{2}{\frac {\theta }{2}},}

حيث R 0 هي مقاومة الشبكة الفائقة المغناطيسية الحديدية، وΔR هي الزيادة في المقاومة المغناطيسية العملاقة، وθ هي الزاوية بين مغنطة الطبقات المتجاورة. [ 25 ]

الوصف الرياضي

يمكن وصف ظاهرة المقاومة المغناطيسية العملاقة (GMR) باستخدام قناتين للتوصيل مرتبطتين باللف المغزلي، تتوافقان مع توصيل الإلكترونات، حيث تكون المقاومة عند أدنى قيمة أو أعلى قيمة. غالبًا ما تُعرَّف العلاقة بينهما بدلالة معامل تباين اللف المغزلي β. يمكن تعريف هذا المعامل باستخدام القيمتين الدنيا والقصوى للمقاومة الكهربائية النوعية ρF ± للتيار المستقطب مغزليًا، على النحو التالي:

ρF±=2ρF1±β،{\displaystyle \rho _{F\pm }={\frac {2\rho _{F}}{1\pm \beta }},}

حيث ρ F هي المقاومة المتوسطة للمادة المغناطيسية الحديدية. [ 27 ]

نموذج المقاومة لهياكل CIP و CPP

إذا كان تشتت حاملات الشحنة عند الواجهة بين المعدن المغناطيسي الحديدي والمعدن غير المغناطيسي صغيرًا، واستمر اتجاه دوران الإلكترون لفترة كافية، فمن الملائم النظر في نموذج تكون فيه المقاومة الكلية للعينة عبارة عن مزيج من مقاومات الطبقات المغناطيسية وغير المغناطيسية.

في هذا النموذج، توجد قناتان لتوصيل الإلكترونات ذات اتجاهات دوران مختلفة بالنسبة لمغنطة الطبقات. لذلك، تتكون الدائرة المكافئة لبنية المقاومة المغناطيسية العملاقة (GMR) من وصلتين متوازيتين، كل منهما تُقابل إحدى القناتين. في هذه الحالة، يمكن التعبير عن المقاومة المغناطيسية العملاقة (GMR) على النحو التالي:

دلتاح=ΔRR=R↑ ↓-R↑ ↑R↑ ↑=(ρF+-ρF-)2(2ρF++χρشمال)(2ρF-+χρشمال).{\displaystyle \delta _{H}={\frac {\Delta R}{R}}={\frac {R_{\uparrow \downarrow }-R_{\uparrow \uparrow }}{R_{\uparrow \uparrow }}}={\frac {(\rho _{F+}-\rho _{F-})^{2}}{(2\rho _{F+}+\chi \rho _{N})(2\rho _{F-}+\chi \rho _{N})}}.}

هنا، يشير الرمز السفلي R إلى التمغنط المتوازي والمتعاكس في الطبقات، و χ = b/a هي نسبة سُمك الطبقات المغناطيسية وغير المغناطيسية، وρN هي مقاومة المعدن غير المغناطيسي. ينطبق هذا التعبير على كلٍ من هياكل CIP وCPP. في ظل الشرطχρشمال≪ρF±{\displaystyle \chi \rho _{N}\ll \rho _{F\pm }}يمكن تبسيط هذه العلاقة باستخدام معامل عدم تناظر الدوران

دلتاح=β21-β2.{\displaystyle \delta _{H}={\frac {\beta ^{2}}{1-\beta ^{2}}}.}

يُطلق على هذا الجهاز، الذي تعتمد مقاومته على اتجاه دوران الإلكترون، اسم صمام الدوران . ويكون "مفتوحًا" إذا كانت مغنطة طبقاته متوازية، و"مغلقًا" في غير ذلك. [ 28 ]

نموذج فاليه-فيرت

في عام 1993، قدم تيري فاليه وألبرت فيرت نموذجًا للمقاومة المغناطيسية العملاقة في هندسة CPP، استنادًا إلى معادلات بولتزمان. في هذا النموذج، ينقسم الجهد الكيميائي داخل الطبقة المغناطيسية إلى دالتين، تُقابلان الإلكترونات ذات اللف المغزلي الموازي والمضاد للتوازي مع مغنطة الطبقة. إذا كانت الطبقة غير المغناطيسية رقيقة بما يكفي، فإن التعديلات على الجهد الكهروكيميائي والمجال داخل العينة في المجال الخارجي E₀ ستأخذ الشكل التالي :

Δμ=β1-β2هـهـ0ℓsهـz/ℓs،{\displaystyle \Delta \mu ={\frac {\beta }{1-\beta ^{2}}}eE_{0}\ell _{s}e^{z/\ell _{s}},}
Δهـ=β21-β2هـهـ0ℓsهـz/ℓs،{\displaystyle \Delta E={\frac {\beta ^{2}}{1-\beta ^{2}}}eE_{0}\ell _{s}e^{z/\ell _{s}},}

حيث يُمثل ℓs متوسط ​​طول استرخاء اللف المغزلي، ويُقاس الإحداثي z من الحد الفاصل بين الطبقات المغناطيسية وغير المغناطيسية (z < 0 يُشير إلى المادة المغناطيسية الحديدية). [ 18 ] وبالتالي، تتراكم الإلكترونات ذات الجهد الكيميائي الأكبر عند حدود المادة المغناطيسية الحديدية. [ 29 ] ويمكن تمثيل ذلك بجهد تراكم اللف المغزلي V <sub>AS</sub> أو بما يُسمى مقاومة السطح البيني (المتأصلة في الحد الفاصل بين المادة المغناطيسية الحديدية والمادة غير المغناطيسية).

Rأنا=β(μ↑ ↓-μ↑ ↑)2هـج=β2ℓsشمالρشمال1+(1-β2)ℓsشمالρشمال/(ℓsFρF)،{\displaystyle R_{i}={\frac {\beta (\mu _{\uparrow \downarrow }-\mu _{\uparrow \uparrow })}{2ej}}={\frac {\beta ^{2}\ell _{sN}\rho _{N}}{1+(1-\beta ^{2})\ell _{sN}\rho _{N}/(\ell _{sF}\rho _{F})}},}

حيث j هي كثافة التيار في العينة، وℓ sN وℓ sF هما طول استرخاء الدوران في المواد غير المغناطيسية والمغناطيسية، على التوالي . [ 30 ]

تحضير الجهاز

المواد والبيانات التجريبية

تُظهر العديد من تركيبات المواد ظاهرة المقاومة المغناطيسية العملاقة (GMR)؛ [ 31 ] وأكثرها شيوعًا هي التالية:

  • FeCr [ 10 ]
  • Co 10 Cu 90 : δ H = 40% عند درجة حرارة الغرفة [ 32 ]
  • [110]Co 95 Fe 5 /Cu: δ H = 110% عند درجة حرارة الغرفة. [ 31 ]

تعتمد المقاومة المغناطيسية على العديد من العوامل، مثل هندسة الجهاز (CIP أو CPP)، ودرجة حرارته، وسماكة الطبقات المغناطيسية وغير المغناطيسية. عند درجة حرارة 4.2 كلفن وسماكة طبقات الكوبالت 1.5  نانومتر، أدى زيادة سماكة طبقات النحاس (dCu ) من 1 إلى 10  نانومتر إلى انخفاض δH من 80% إلى 10% في هندسة CIP. في المقابل، في هندسة CPP ، لوحظت أعلى قيمة لـ δH ( 125%) عند dCu = 2.5  نانومتر، وأدى رفع dCu إلى 10  نانومتر إلى خفض δH إلى 60% بشكل متذبذب. [ 33 ]

عندما تم تسخين شبكة فائقة من Co(1.2  nm)/Cu(1.1 nm) من درجة حرارة قريبة من الصفر إلى 300 كلفن، انخفضت قيمة δ H من 40 إلى 20% في هندسة CIP، ومن 100 إلى 55% في هندسة CPP. [ 34 ] 

يمكن أن تكون الطبقات غير المغناطيسية غير معدنية. على سبيل المثال، تم إثبات قيمة δH تصل إلى 40% للطبقات العضوية عند درجة حرارة 11 كلفن. [ 35 ] أظهرت صمامات الدوران المصنوعة من الجرافين بتصاميم مختلفة قيمة δH تبلغ حوالي 12% عند درجة حرارة 7 كلفن و10% عند درجة حرارة 300 كلفن، وهي أقل بكثير من الحد النظري البالغ 109%. [ 36 ]

يمكن تعزيز تأثير المقاومة المغناطيسية العملاقة (GMR) باستخدام مرشحات الدوران التي تنتقي الإلكترونات ذات اتجاه دوران محدد؛ وهي مصنوعة من معادن مثل الكوبالت. بالنسبة لمرشح بسمك t، يمكن التعبير عن التغير في الموصلية ΔG كما يلي:

Δجي=ΔجيSV+Δجيو(1-هـβت/λ)،{\displaystyle \Delta G=\Delta G_{SV}+\Delta G_{f}(1-e^{\beta t/\lambda }),}

حيث يمثل ΔG SV التغير في موصلية صمام الدوران بدون المرشح، ويمثل ΔG f أقصى زيادة في الموصلية مع المرشح، وβ هو معامل لمادة المرشح. [ 37 ]

أنواع GMR

غالباً ما يتم تصنيف GMR حسب نوع الأجهزة التي تُظهر هذا التأثير. [ 38 ]

أفلام

الشبكات الفائقة المضادة للمغناطيسية

رُصدت ظاهرة المقاومة المغناطيسية العملاقة (GMR) في الأغشية لأول مرة من قِبل فيرت وغرونبيرغ في دراسةٍ للشبكات الفائقة المكونة من طبقات مغناطيسية حديدية وغير مغناطيسية. وقد تم اختيار سُمك الطبقات غير المغناطيسية بحيث يكون التفاعل بينها مضادًا للمغناطيسية الحديدية، ويكون التمغنط في الطبقات المغناطيسية المتجاورة متعاكسًا. وبذلك، يُمكن لمجال مغناطيسي خارجي أن يجعل متجهات التمغنط متوازية، مما يؤثر على المقاومة الكهربائية للبنية. [ 10 ]

تتفاعل الطبقات المغناطيسية في هذه البنى من خلال اقتران مضاد للمغناطيسية، مما ينتج عنه اعتماد متذبذب للمقاومة المغناطيسية العملاقة على سمك الطبقة غير المغناطيسية. في أولى مجسات المجال المغناطيسي التي استخدمت الشبكات الفائقة المضادة للمغناطيسية، كان مجال التشبع كبيرًا جدًا، يصل إلى عشرات الآلاف من الأورستد ، نظرًا للتفاعل المضاد للمغناطيسية القوي بين طبقاتها (المصنوعة من الكروم أو الحديد أو الكوبالت) ومجالات التباين المغناطيسي القوية فيها. لذلك، كانت حساسية الأجهزة منخفضة للغاية. وقد أدى استخدام البرمالوي للطبقات المغناطيسية والفضة للطبقات غير المغناطيسية إلى خفض مجال التشبع إلى عشرات الأورستد. [ 39 ]

صمامات الدوران باستخدام انحياز التبادل

في أنجح صمامات الدوران، ينشأ تأثير المقاومة المغناطيسية العملاقة (GMR) من انحياز التبادل. تتكون هذه الصمامات من طبقة حساسة، وطبقة "ثابتة"، وطبقة مضادة للمغناطيسية. تعمل الطبقة الأخيرة على تثبيت اتجاه التمغنط في الطبقة "الثابتة". تُصنع الطبقتان الحساسة والمضادة للمغناطيسية رقيقتين لتقليل مقاومة البنية. يستجيب الصمام للمجال المغناطيسي الخارجي بتغيير اتجاه التمغنط في الطبقة الحساسة بالنسبة للطبقة "الثابتة". [ 39 ]

يتمثل الاختلاف الرئيسي بين صمامات الدوران هذه وأجهزة GMR متعددة الطبقات الأخرى في الاعتماد الرتيب لسعة التأثير على سمك الطبقات غير المغناطيسية d N :

دلتاح(دشمال)=دلتاح0خبرة⁡(-دشمال/λشمال)1+دشمال/د0،{\displaystyle \delta _{H}(d_{N})=\delta _{H0}{\frac {\exp \left(-d_{N}/\lambda _{N}\right)}{1+d_{N}/d_{0}}},}

حيث δH0 ثابت معايرة، وλN متوسط ​​المسار الحر للإلكترونات في المادة غير المغناطيسية، و d0 السماكة الفعالة التي تشمل التفاعل بين الطبقات. [ 38 ] [ 40 ] ويمكن التعبير عن اعتماد هذه السماكة على سماكة الطبقة المغناطيسية الحديدية كما يلي:

دلتاح(دF)=دلتاح11-خبرة⁡(-دF/λF)1+دF/د0.{\displaystyle \delta _{H}(d_{F})=\delta _{H1}{\frac {1-\exp \left(-d_{F}/\lambda _{F}\right)}{1+d_{F}/d_{0}}}.}

تحمل المعاملات نفس المعنى كما في المعادلة السابقة، ولكنها تشير الآن إلى الطبقة المغناطيسية الحديدية. [ 31 ]

طبقات متعددة غير متفاعلة (صمامات الدوران الزائف)

يمكن ملاحظة المقاومة المغناطيسية العملاقة (GMR) حتى في غياب طبقات الاقتران المضاد للمغناطيسية. في هذه الحالة، تنشأ المقاومة المغناطيسية من الاختلافات في القوى القسرية (على سبيل المثال، تكون أقل في البرمالوي مقارنةً بالكوبالت). في الطبقات المتعددة مثل البرمالوي/النحاس/الكوبالت/النحاس، يُغير المجال المغناطيسي الخارجي اتجاه مغنطة التشبع إلى التوازي في المجالات القوية وإلى التضاد في المجالات الضعيفة. تُظهر هذه الأنظمة مجال تشبع أقل وقيمة δH أكبر من الشبكات الفائقة ذات الاقتران المضاد للمغناطيسية. [ 39 ] ويُلاحظ تأثير مماثل في هياكل الكوبالت/النحاس. وجود هذه الهياكل يعني أن المقاومة المغناطيسية العملاقة لا تتطلب اقترانًا بين الطبقات، ويمكن أن تنشأ من توزيع للعزوم المغناطيسية يُمكن التحكم فيه بواسطة مجال خارجي. [ 41 ]

تأثير GMR العكسي

في ظاهرة المقاومة المغناطيسية العملاقة العكسية، تكون المقاومة في أدنى مستوياتها عندما يكون اتجاه المغنطة في الطبقات متعاكسًا. وتُلاحظ هذه الظاهرة عندما تتكون الطبقات المغناطيسية من مواد مختلفة، مثل NiCr/Cu/Co/Cu. ويمكن كتابة المقاومة النوعية للإلكترونات ذات اللف المغزلي المتعاكس على النحو التالي:ρ↑،↓=2ρF1±β{\displaystyle \rho _{\uparrow ,\downarrow }={\frac {2\rho _{F}}{1\pm \beta }}}له قيم مختلفة، أي معاملات β مختلفة، للإلكترونات ذات الدوران المغزلي لأعلى ولأسفل. إذا لم تكن طبقة النيكل والكروم رقيقة جدًا، فقد يتجاوز تأثيرها تأثير طبقة الكوبالت، مما يؤدي إلى مقاومة مغناطيسية عملاقة معكوسة. [ 24 ] تجدر الإشارة إلى أن انعكاس المقاومة المغناطيسية العملاقة يعتمد على إشارة حاصل ضرب المعاملات β في الطبقات المغناطيسية الحديدية المتجاورة، وليس على إشارات المعاملات الفردية. [ 34 ]

كما لوحظت ظاهرة المقاومة المغناطيسية العملاقة العكسية إذا تم استبدال سبيكة النيكل والكروم بالنيكل المطعّم بالفاناديوم، ولكن لم تُلاحظ هذه الظاهرة عند تطعيم النيكل بالحديد أو الكوبالت أو المنغنيز أو الذهب أو النحاس. [ 42 ]

GMR في الهياكل الحبيبية

اكتُشفت ظاهرة المقاومة المغناطيسية العملاقة (GMR) في السبائك الحبيبية للمعادن المغناطيسية وغير المغناطيسية عام 1992، وفُسِّرت لاحقًا بتشتت حاملات الشحنة المعتمد على اللف المغزلي على سطح الحبيبات وفي داخلها. تُشكِّل الحبيبات تجمعات مغناطيسية حديدية  يبلغ قطرها حوالي 10 نانومتر، مُضمَّنة في معدن غير مغناطيسي، مُكوِّنةً نوعًا من الشبكة الفائقة. ومن الشروط الضرورية لظهور تأثير المقاومة المغناطيسية العملاقة في هذه البنى ضعف الذوبان المتبادل بين مكوناتها (مثل الكوبالت والنحاس). وتعتمد خصائصها بشدة على درجة حرارة القياس والتلدين. كما يُمكن أن تُظهر هذه السبائك مقاومة مغناطيسية عملاقة عكسية. [ 32 ] [ 43 ]

التطبيقات

مستشعرات الصمام الدوراني

المبدأ العام

نسخة من مستشعر المقاومة المغناطيسية العملاقة الذي طوره بيتر غرونبيرغ

يُعدّ استخدام مواد المقاومة المغناطيسية العملاقة (GMR) في أجهزة استشعار المجال المغناطيسي، مثل محركات الأقراص الصلبة [ 25 ] وأجهزة الاستشعار الحيوية [ 31 ] ، بالإضافة إلى كاشفات التذبذبات في الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة (MEMS) [ 31 ] ، أحد التطبيقات الرئيسية لهذه المواد . ويتكون المستشعر النموذجي القائم على GMR من سبع طبقات:

  1. ركيزة السيليكون،
  2. طبقة رابطة،
  3. طبقة الاستشعار (غير الثابتة)،
  4. طبقة غير مغناطيسية،
  5. طبقة ثابتة،
  6. طبقة مضادة للمغناطيسية (طبقة تثبيت)،
  7. طبقة واقية.

غالبًا ما تُصنع الطبقات الرابطة والواقية من التنتالوم ، بينما يُعد النحاس مادة غير مغناطيسية شائعة الاستخدام. في طبقة الاستشعار، يمكن إعادة توجيه المغنطة بواسطة مجال مغناطيسي خارجي؛ وعادةً ما تُصنع من سبائك النيكل والحديد أو الكوبالت. يمكن استخدام سبائك الحديد والمنغنيز أو النيكل والمنغنيز للطبقة المضادة للمغناطيسية. أما الطبقة الثابتة فتُصنع من مادة مغناطيسية مثل الكوبالت. يتميز هذا النوع من المستشعرات بحلقة تخلف مغناطيسي غير متناظرة نتيجة وجود الطبقة الثابتة ذات الصلابة المغناطيسية. [ 44 ] [ 45 ]

قد تُظهر صمامات الدوران مقاومة مغناطيسية متباينة الخواص، مما يؤدي إلى عدم تناسق في منحنى الحساسية. [ 46 ]

محركات الأقراص الصلبة

في محركات الأقراص الصلبة (HDDs)، يتم ترميز المعلومات باستخدام المجالات المغناطيسية ، ويرتبط التغيير في اتجاه مغنطتها بالمستوى المنطقي 1 بينما يمثل عدم وجود تغيير المستوى المنطقي 0. هناك طريقتان للتسجيل: الطولي والعمودي.

في الطريقة الطولية، يكون التمغنط موازيًا للسطح. تتشكل منطقة انتقالية (جدران النطاقات) بين النطاقات، حيث يخرج المجال المغناطيسي من المادة. إذا كان جدار النطاق يقع عند الحد الفاصل بين نطاقين قطبيين شماليين، فإن المجال يكون متجهًا للخارج، أما إذا كان عند نطاقين قطبيين جنوبيين، فإنه يكون متجهًا للداخل. لقراءة اتجاه المجال المغناطيسي فوق جدار النطاق، يُثبَّت اتجاه التمغنط عموديًا على السطح في الطبقة المضادة للمغناطيسية، وموازيًا للسطح في طبقة الاستشعار. يؤدي تغيير اتجاه المجال المغناطيسي الخارجي إلى انحراف التمغنط في طبقة الاستشعار. عندما يميل المجال إلى محاذاة التمغنط في طبقتي الاستشعار والتثبيت، تنخفض المقاومة الكهربائية للمستشعر، والعكس صحيح. [ 47 ]

ذاكرة الوصول العشوائي المغناطيسية

استخدام صمام الدوران في ذاكرة الوصول العشوائي المغناطيسية (MRAM). 1: صمام الدوران كخلية ذاكرة (تشير الأسهم إلى وجود طبقات مغناطيسية حديدية)، 2: خط الصف، 3: خط العمود. تشير الأشكال البيضاوية ذات الأسهم إلى خطوط المجال المغناطيسي حول خطي الصف والعمود عند مرور التيار الكهربائي عبرهما.

تتميز خلية ذاكرة الوصول العشوائي المغناطيسية المقاومة (MRAM) ببنية مشابهة لمستشعر الصمام الدوراني. يمكن ترميز قيمة البتات المخزنة عبر اتجاه التمغنط في طبقة المستشعر، وتُقرأ هذه القيمة بقياس مقاومة البنية. من مزايا هذه التقنية استقلالها عن مصدر الطاقة (حيث تُحفظ المعلومات عند انقطاع التيار الكهربائي بفضل حاجز الجهد لإعادة توجيه التمغنط)، وانخفاض استهلاكها للطاقة، وسرعتها العالية. [ 25 ]

في وحدة تخزين نموذجية تعتمد على المقاومة المغناطيسية العملاقة (GMR)، يقع هيكل CIP بين سلكين متعامدين. تُسمى هذه الموصلات بصفوف وأعمدة. تولد نبضات التيار الكهربائي المارة عبر هذه الخطوط مجالًا مغناطيسيًا دواميًا يؤثر على هيكل GMR. تتخذ خطوط المجال شكلًا بيضاويًا، ويُحدد اتجاه المجال (مع عقارب الساعة أو عكسها) باتجاه التيار في الخط. في هيكل GMR، يكون التمغنط موجهًا على طول الخط.

يكون اتجاه المجال الناتج عن خط العمود موازياً تقريباً للعزوم المغناطيسية، ولا يمكنه إعادة توجيهها. أما خط الصف فهو عمودي، وبغض النظر عن شدة المجال، فإنه لا يستطيع تدوير المغنطة إلا بمقدار 90 درجة. عند مرور النبضات في وقت واحد على طول خطي الصف والعمود، يتجه المجال المغناطيسي الكلي عند موضع بنية المقاومة المغناطيسية العملاقة بزاوية حادة بالنسبة لنقطة ما، وبزاوية منفرجة بالنسبة لنقاط أخرى. إذا تجاوزت قيمة المجال حداً حرجاً، فإنه يغير اتجاهه.

توجد عدة طرق لتخزين وقراءة البيانات في الخلية الموصوفة. في إحدى هذه الطرق، تُخزَّن المعلومات في طبقة الاستشعار، وتُقرأ عبر قياس المقاومة، ثم تُمسح بعد القراءة. وفي طريقة أخرى، تُحفظ المعلومات في الطبقة الثابتة، مما يتطلب تيارات تسجيل أعلى مقارنةً بتيارات القراءة. [ 48 ]

المقاومة المغناطيسية النفقية (TMR) هي امتداد للمقاومة المغناطيسية العملاقة (GMR) ذات الصمام المغزلي، حيث تتحرك الإلكترونات مع توجيه دورانها عموديًا على الطبقات عبر حاجز نفق عازل رقيق (يحل محل الفاصل غير المغناطيسي). يتيح ذلك الحصول على مقاومة أكبر، وقيمة مقاومة مغناطيسية أكبر (حوالي 10 أضعاف عند درجة حرارة الغرفة)، واعتماد ضئيل على درجة الحرارة. وقد حلت TMR محل GMR في ذاكرة الوصول العشوائي المغناطيسية (MRAM) ومحركات الأقراص ، لا سيما في الكثافات العالية للمساحة والتسجيل العمودي. [ 49 ]

تطبيقات أخرى

تم عرض العوازل المغناطيسية المقاومة لنقل الإشارات لاسلكيًا بين جزأين معزولين كهربائيًا من الدوائر الكهربائية لأول مرة عام 1997 كبديل للعوازل الضوئية . جسر ويتستون المكون من أربعة أجهزة GMR متطابقة غير حساس للمجال المغناطيسي المنتظم، ولا يتفاعل إلا عندما تكون اتجاهات المجال متعاكسة في الأذرع المتجاورة للجسر. تم الإبلاغ عن هذه الأجهزة عام 2003، ويمكن استخدامها كمقومات ذات استجابة ترددية خطية . [ 31 ]

ملحوظات

  1. ↑ لا يتضمن هذا الرسم التخطيطي ظاهرة التخلف المغناطيسي لأن شكل حلقتها في الشبكات الفائقة يعتمد بشدة على سمك الطبقة غير المغناطيسية d. لاحظ فيرت تخلفًا مغناطيسيًا واضحًا، مع مجال تشبع يبلغ حوالي 4 كيلوجاوس ومغناطيسية متبقية تبلغ 60% من قيمة التشبع، عند d Cu = 1.8 نانومتر. عندماتم تقليل d Cu  إلى 0.9 نانومتر، وصلت المقاومة المغناطيسية العملاقة إلى أقصى قيمة لها، لكن حلقة التخلف المغناطيسي انهارت؛ ازداد مجال التشبع إلى 20 كيلوجاوس، لكن المجال المتبقي كان ضئيلاً للغاية. ( بايبش وآخرون، 1988 )

الاقتباسات

  1. ^ ريج وكاردوسو وموكوبادهياي 2013 .
  2. ↑ ناغاييف، إي إل (1996). "منغنيتات اللانثانوم وغيرها من الموصلات المغناطيسية ذات المقاومة المغناطيسية العملاقة" . مجلة الفيزياء السوفيتية (باللغة الروسية). 166 (8): 833-858 . doi : 10.3367/UFNr.0166.199608b.0833 .
  3. ↑ رافو، ب.؛ راو، سي إن آر، محرران. (1998). المقاومة المغناطيسية الهائلة، وترتيب الشحنات، والخصائص ذات الصلة لأكاسيد المنغنيز . دار النشر العالمية العلمية. ص 2. ISBN  978-981-02-3276-4.
  4. ↑ هيروتا، إي.؛ إينوماتا، ك. (2002أ). أجهزة المقاومة المغناطيسية العملاقة . سبرينغر. ص 30. ISBN  978-3-540-41819-1.
  5. ^ نيكيتين، سا (2004). "الحماية المغناطيسية العملاقة" (PDF) . مجلة سوروفسكي . 8 (2): 92- 98.
  6. ↑ بيبارد، ألفريد برايان (2009). المقاومة المغناطيسية في المعادن . دراسات كامبريدج في فيزياء درجات الحرارة المنخفضة. المجلد 2. مطبعة جامعة كامبريدج. ص 8. ISBN   978-0-521-11880-4.
  7. 1 2 3 4 5 6 7 شابير، كلود؛ فيرت، ألبرت؛ نغوين فان داو، فريدريك (2007). " ظهور إلكترونيات الدوران في تخزين البيانات". مجلة نيتشر ماتيريالز . 6 (11): 813-823 . Bibcode : 2007NatMa...6..813C . doi : 10.1038/nmat2024 . PMID 17972936. S2CID 21075877 .  
  8. ↑ هيروتا، إي.؛ إينوماتا، ك. (2002ب). أجهزة المقاومة المغناطيسية العملاقة . سبرينغر. ص 23. ISBN  978-3-540-41819-1.
  9. 1 2 3 4 بيناش، ج.؛ غرونبرغ؛ ساورنباخ؛ زين (1989). "مقاومة مغناطيسية مُعززة في هياكل مغناطيسية متعددة الطبقات مع تبادل مضاد للمغناطيسية بين الطبقات" . مجلة Physical Review B. 39 ( 7): 4828–4830 . Bibcode : 1989PhRvB..39.4828B . doi : 10.1103/PhysRevB.39.4828 . PMID 9948867 . 
  10. 1 2 3 4 5 6 بيبيتش وآخرون. 1988 .
  11. ↑ «جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2007» . مؤسسة نوبل . مؤرشف من الأصل في 5 أغسطس 2011. تم الاطلاع عليه في 27 فبراير 2011 .
  12. ↑ سيتز، فريدريك؛ تورنبول، ديفيد (1957). التقدم في البحث والتطبيقات . فيزياء الحالة الصلبة. المجلد 5. دار النشر الأكاديمية. ص 31. ISBN   978-0-12-607705-6.{{cite book}}عدم توافق رقم ISBN / التاريخ ( مساعدة )
  13. ↑ أبو عوف، ج. أ. (9 أكتوبر 1984). "مواد مغناطيسية مقاومة جديدة" . براءة اختراع أمريكية رقم 4476454. تم الاطلاع عليها بتاريخ 11 أبريل 2011 .{{cite web}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link )
  14. 1 2 فيرت، أ. (2008أ). "محاضرة نوبل: أصل وتطور ومستقبل الإلكترونيات الدورانية*" . مجلة الفيزياء الحديثة . 80 (4): 1517-1530 . رمز Bibcode : 2008RvMP...80.1517F . doi : 10.1103/RevModPhys.80.1517 .فيرت، أ. (2008ب). "أصل وتطور ومستقبل الإلكترونيات الدورانية" . الفيزياء السوفيتية أوسبيخي . 178 (12): 1336-1348 . doi : 10.3367/UFNr.0178.200812f.1336 .(إعادة طبع لمحاضرة نوبل لعام 2007 بتاريخ 8 ديسمبر 2007)
  15. ^ تسيمبال وبيتيفور 2001 ، ص. 120.
  16. ↑ كاملي، ر. إي.؛ بارناس، ج. (1989). "نظرية تأثيرات المقاومة المغناطيسية العملاقة في الهياكل المغناطيسية الطبقية ذات الاقتران المضاد للمغناطيسية". مجلة Physical Review Letters ، 63 (6): 664-667 . Bibcode : 1989PhRvL..63..664C . doi : 10.1103/PhysRevLett.63.664 . PMID : 10041140 . 
  17. ↑ فيرت، ألبرت؛ ليفي، بيتر م.؛ تشانغ، شوفنغ (1990). "التوصيل الكهربائي للهياكل المغناطيسية متعددة الطبقات". مجلة Physical Review Letters ، 65 (13): 1643-1646 . Bibcode : 1990PhRvL..65.1643L . doi : 10.1103/PhysRevLett.65.1643 . PMID 10042322 . 
  18. 1 2 فاليه، ت.؛ فيرت، أ. (1993). "نظرية المقاومة المغناطيسية العمودية في الطبقات المغناطيسية المتعددة". مجلة Physical Review B. 48 ( 10): 7099–7113 . Bibcode : 1993PhRvB..48.7099V . doi : 10.1103/PhysRevB.48.7099 . PMID 10006879 . 
  19. ↑ ناغاساكا، ك. (30 يونيو 2005). "تقنية CPP-GMR للتسجيل المغناطيسي عالي الكثافة في المستقبل" (ملف PDF) . فوجيتسو . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 6 أغسطس 2008. تم الاطلاع عليه في 11 أبريل 2011 .
  20. ^ شينجو 2009 .
  21. ↑ بوشو 2005 ، ص 580.
  22. ^ تسيمبال وبيتيفور 2001 ، ص. 122.
  23. ^ تسيمبال وبيتيفور 2001 ، ص 126 – 132.
  24. 1 2 Buschow 2005 ، ص 254.
  25. 1 2 3 4 Khvalkovskii, A.. V. "الحماية المغناطيسية العملاقة: من الكشف عن أقساط نوبليفسكي" . أمت & C. مؤرشفة من الأصلي في 8 يناير 2015 . تم الاسترجاع 27 فبراير 2011 .
  26. ↑ باس، ج.؛ برات، دبليو بي (1999ب). "المقاومة المغناطيسية العمودية على التيار (CPP) في طبقات معدنية مغناطيسية متعددة". مجلة المغناطيسية والمواد المغناطيسية . 200 ( 1-3 ): 274-289 . Bibcode : 1999JMMM..200..274B . doi : 10.1016/S0304-8853(99)00316-9 .
  27. ^ تريتياك، لفوف وبارابانوف 2002 ، ص. 243.
  28. ^ تريتياك، لفوف وبارابانوف 2002 ، ص 258-261، 247-248.
  29. ^ ستوهر، ج. سيجمان، HC (2006 أ). المغناطيسية: من الأساسيات إلى ديناميكيات النانو . سبرينغر-فيرلاغ برلين هايدلبرغ. ص. 641. ردمك  978-3-540-30282-7.
  30. ^ ستوهر، ج. سيجمان، HC (2006ب). المغناطيسية: من الأساسيات إلى ديناميكيات النانو . سبرينغر-فيرلاغ برلين هايدلبرغ. ص 648 – 649. ISBN  978-3-540-30282-7.
  31. 1 2 3 4 5 6 كوهورن، ر. (2003). "مواد وأجهزة مغناطيسية إلكترونية جديدة" (ملف PDF) . المقاومة المغناطيسية العملاقة والتفاعلات المغناطيسية في صمامات الدوران ذات الانحياز التبادلي. محاضرات . جامعة آيندهوفن للتكنولوجيا. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 24 يوليو 2011. تم الاطلاع عليه في 25 أبريل 2011 .
  32. 1 2 غرانوفسكي، أ.ب.؛ إيلين، م.؛ جوكوف، أ.؛ جوكوفا، ف.؛ غونزاليس، ج. (2011). "المقاومة المغناطيسية العملاقة للأسلاك الدقيقة الحبيبية: التشتت المعتمد على اللف المغزلي في الفواصل الحبيبية المتكاملة" (ملف PDF) . فيزياء الحالة الصلبة . 53 (2): 320-322 . Bibcode : 2011PhSS...53..320G . doi : 10.1134/S1063783411020107 . S2CID 119767942 . 
  33. ↑ بوشو 2005 ، ص 248.
  34. 1 2 باس، ج.؛ برات، دبليو بي (1999أ). "المقاومة المغناطيسية العمودية على التيار (CPP) في طبقات معدنية مغناطيسية متعددة". مجلة المغناطيسية والمواد المغناطيسية . 200 ( 1-3 ): 274-289 . Bibcode : 1999JMMM..200..274B . doi : 10.1016/S0304-8853(99)00316-9 .
  35. ↑ صن، دالي؛ ين، ل؛ صن، س؛ غو، هـ؛ غاي، ز؛ تشانغ، إكس جي؛ وارد، تي زد؛ تشنغ، ز؛ شين، ج (2010). "مقاومة مغناطيسية عملاقة في صمامات الدوران العضوية" . رسائل المراجعة الفيزيائية . 104 (23) 236602. رمز Bibcode : 2010PhRvL.104w6602S . doi : 10.1103/PhysRevLett.104.236602 . PMID 20867259 . 
  36. ^ تشين ، روي. لو، جينغ؛ لاي، لين؛ تشو، جينغ؛ لي هونغ. ليو، كيهانغ؛ لو، قوانغفو؛ تشاو، لينا؛ جاو، تشنغكسيانغ؛ مي، واي نينغ؛ لي ، جوانجبينج (2010). “المقاومة المغناطيسية العملاقة في درجة حرارة الغرفة أكثر من مليار بالمائة في جهاز الجرافين النانوي العاري”. فيز. القس ب . 81 (23) 233403. بيب كود : 2010PhRvB ..81w3403Q . دوى : 10.1103/PhysRevB.81.233403 .
  37. ↑ بلاند، جيه إيه سي؛ هاينريش، ب.، محرران. (2005). الهياكل المغناطيسية فائقة الرقة . تطبيقات المغناطيسية النانوية. المجلد الرابع. سبرينغر. الصفحات 161-163 . ISBN   978-3-540-21954-5.
  38. 1 2 تسيمبال، يفغيني. "هياكل GMR" . جامعة نبراسكا-لينكولن . تم الاسترجاع في 11 أبريل 2011 .{{cite web}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link )
  39. 1 2 3 نالوا، هاري سينغ (2002أ). دليل مواد الأغشية الرقيقة: المواد النانوية والأغشية الرقيقة المغناطيسية . المجلد 5. دار النشر الأكاديمية. الصفحات 518-519 . ISBN   978-0-12-512908-4.
  40. ↑ نالوا، هاري سينغ (2002ب). دليل مواد الأغشية الرقيقة: المواد النانوية والأغشية الرقيقة المغناطيسية . المجلد 5. دار النشر الأكاديمية. الصفحات 519، 525-526 . ISBN   978-0-12-512908-4.
  41. ↑ بو، إف سي (1996). شانغ، سي إتش؛ وانغ، واي جيه (محرران). جوانب المغناطيسية الحديثة: محاضرات الدورة الصيفية الدولية الثامنة للفيزياء، بكين، الصين، 28 أغسطس - 7 سبتمبر 1995. وورلد ساينتيفيك. ص 122. ISBN  978-981-02-2601-5.
  42. ^ غيماريش ، ألبرتو ب. (2009). مبادئ المغناطيسية النانوية . سبرينغر. ص. 132. ردمك  978-3-642-01481-9.
  43. ↑ "المجالات المغناطيسية في مواد GMR الحبيبية" . المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا. مؤرشف من الأصل في 12 أغسطس 2011. تم الاطلاع عليه في 12 مارس 2011 .
  44. ↑ ورمينغتون، ماثيو؛ براون، إليوت (2001). دراسة هياكل الصمامات الدورانية ذات المقاومة المغناطيسية العملاقة (GMR) باستخدام حيود الأشعة السينية والانعكاسية (ملف PDF) . التطورات في تحليل الأشعة السينية - وقائع مؤتمرات دنفر للأشعة السينية. المجلد 44. المركز الدولي لبيانات الحيود. الصفحات 290-294 . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) في 5 سبتمبر 2014.  
  45. ↑ دودريل، بي سي؛ كيلي، بي جيه. "القياس المغناطيسي المباشر لمستشعرات صمام الدوران المغناطيسي العملاق" (ملف PDF) . ليك شور كرايوترونيكس. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 5 يناير 2011. تم الاطلاع عليه في 12 مارس 2011 .
  46. ↑ هارتمان، يو.، محرر. (2000). الطبقات المغناطيسية المتعددة والمقاومة المغناطيسية العملاقة . سلسلة سبرينغر في علوم الأسطح. المجلد 37. سبرينغر. ص 111. ISBN   978-3-540-65568-8.
  47. ^ تريتياك، لفوف وبارابانوف 2002 ، ص 285-286.
  48. ^ تريتياك، لفوف وبارابانوف 2002 ، ص 289-291.
  49. ↑ زايتسيف، د.د "المغناطيسية، تونيلنوي" . مجموعة متنوعة من التقنيات التكنولوجية والمتصلة بمصطلحات التكنولوجيا الحديثة . روسي. مؤرشفة من الأصلي في 23 ديسمبر 2011 . تم الاسترجاع 11 أبريل 2011 .

فهرس