Kasutaja:Ronaldv2li/Magnetotakistus

Magnetotakistuseks nimetatakse materjali omadust muuta oma elektrilist takistust välise magnetvälja rakendamisel. Efekti avastas 1856. aastal Lord Kelvin, kuid ei suutnud takistust vähendada rohkem kui 5%. Hiljem hakati seda efekti kutsuma tavaliseks magnetotakistuseks (ordinary magnetoresistance) (OMR). Tänapäevaks on avastatud hiiglaslik magnetotakistus (giant magnetoresistance) (GMR), tohutu magnetotakistus (colossal magnetoresistance) (CMR) ja magneetiline tunnelefekt (TMR).

Avastamine

Lord Kelvin tegi katseid rauatükkidega ja avastas, et takistus suureneb kui vool on magnetvälja jõujoontega paralleelne ja väheneb, kui vool on 90° nurga all magnetjõu suhtes. Ta tegi sama katse nikkliga ja avastas sama efekti, kuid see oli suurusjärgu võrra võimsam. Seda efekti kutsutakse anisotroopseks magentotakistuseks (AMR).

Joonis 1: Corbino ketas. Magnetvälja väljalülitamisel on üliuht äärte vahel sirgvool. Kui aga rõnga teljega paralleelne magnetväli sisselülitada, siis takistus sisemiste ja välimiste rõngaste vahel suureneb Lorentzi jõust põhjustatud ringkomponendi lisandumisel. Seda takistuse suurenemise nähtust nimetatakse magnetotakistuseks.

Corbino ketas

Joonisel 1 on näha Corbino ketas. See koosneb juhtivast rõngast koos ülijuhtiva äärega. Ilma magnetvälja olemasoluta patarei annab sirgvoolu äärte vahel. Kui aga maganetväli on on paralleelne rõnga teljega, siis lisandub ka ringvoolu komponent Lorentzi jõu tõttu. Esimesena huvitus sellest probleemist 1886. aastal Boltzmann, kuid Corbino uuris seda sõltumatult 1911. aastal.

Eeldades, et vastasmõju Lorentzi jõule on sama, mis elektriväljale saame, et laengukandja kiirus v on avaldatav võrrandist:

$\mathbf {v} =\mu \left(\mathbf {E} +\mathbf {v\times B} \right),\$

kus μ = laengukandja liikuvus. Avaldades kiiruse, saame:

$\mathbf {v} ={\frac {\mu }{1+(\mu B)^{2}}}\left(\mathbf {E} +\mu \mathbf {E\times B} \right),\$

kus liikuvuse vähenemine B-välja tõttu on ilmne.