Magnetoresistance
காந்த எதிர்ப்பு என்பது ஒரு பொருளின் (பெரும்பாலும் ஃபெரோ காந்தம்) வெளிப்புறமாகப் பயன்படுத்தப்படும் காந்தப்புலத்தில் அதன் மின் எதிர்ப்பின் மதிப்பை மாற்றும் போக்கு ஆகும். காந்த எதிர்ப்பு என்று அழைக்கப்படும் பல்வேறு விளைவுகள் உள்ளன. வடிவியல் காந்த எதிர்ப்பு, ஷுப்னிகோவ்-டி ஹாஸ் அலைவுகள் அல்லது உலோகங்களில் உள்ள பொதுவான நேர்மறை காந்த எதிர்ப்பு போன்ற மொத்த காந்தமற்ற உலோகங்கள் மற்றும் குறைக்கடத்திகளில் சில நிகழ்கின்றன. ஃபெரோ காந்தங்களில் எதிர்மறை காந்த எதிர்ப்பு அல்லது அனிசோட்ரோபிக் காந்த எதிர்ப்பு (ஏஎம்ஆர்) போன்ற காந்த உலோகங்களில் பிற விளைவுகள் ஏற்படுகின்றன. இறுதியாக, பல கூறுகள் அல்லது பல அடுக்கு அமைப்புகளில் (எ. கா. காந்த சுரங்கப்பாதை சந்திப்புகள்), மாபெரும் காந்த எதிர்ப்பு (ஜி. எம். ஆர்), சுரங்கப்பாதை காந்த எதிர்ப்பு (டி. எம். ஆர்), மாபெரும் காந்த எதிர்ப்பு (சி. எம். ஆர்) மற்றும் அசாதாரண காந்த எதிர்ப்பு (ஈ. எம். ஆர்) ஆகியவற்றைக் காணலாம். முதல் காந்தவியல் விளைவு 1856 ஆம் ஆண்டில் லார்ட் கெல்வின் என்று நன்கு அறியப்பட்ட வில்லியம் தாம்சன் என்பவரால் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது, ஆனால் அவரால் எதையும் மின் எதிர்ப்பை 5 சதவீதத்திற்கும் அதிகமாக குறைக்க முடியவில்லை. இன்று, அரை உலோகங்கள் மற்றும் செறிவு வளைய ஈ. எம். ஆர் கட்டமைப்புகள் உள்ளிட்ட அமைப்புகள் அறியப்படுகின்றன. இவற்றில், ஒரு காந்தப்புலம் அளவின் வரிசைகளால் எதிர்ப்பை சரிசெய்ய முடியும். வெவ்வேறு வழிமுறைகள் எதிர்ப்பை மாற்ற முடியும் என்பதால், அது ஒரு காந்தப்புலத்தை நேரடியாக சார்ந்திருக்கும் சூழ்நிலைகளை தனித்தனியாகக் கருத்தில் கொள்வது பயனுள்ளதாக இருக்கும் (எ. கா. வடிவியல் காந்த எதிர்ப்பு மற்றும் மல்டி பேண்ட் காந்த எதிர்ப்பு) மற்றும் அது காந்தமயமாக்கல் மூலம் மறைமுகமாக அவ்வாறு செய்கிறது (எ. கா. ஏஎம்ஆர் மற்றும் டிஎம்ஆர்). கண்டுபிடிப்பு வில்லியம் தாம்சன் (லார்ட் கெல்வின்) முதன்முதலில் 1856 ஆம் ஆண்டில் சாதாரண காந்த எதிர்ப்பைக் கண்டுபிடித்தார். அவர் இரும்புத் துண்டுகளை பரிசோதித்தார், மேலும் மின்னோட்டம் காந்த விசையின் அதே திசையில் இருக்கும்போது எதிர்ப்பு அதிகரிக்கிறது மற்றும் மின்னோட்டம் காந்த விசைக்கு 90 டிகிரியில் இருக்கும்போது குறைகிறது என்பதைக் கண்டுபிடித்தார். பின்னர் அவர் நிக்கல் உடன் அதே பரிசோதனையைச் செய்தார், அது அதே வழியில் பாதிக்கப்பட்டது, ஆனால் விளைவின் அளவு அதிகமாக இருந்தது என்பதைக் கண்டறிந்தார். இந்த விளைவு அனிசோட்ரோபிக் காந்த எதிர்ப்பு (ஏஎம்ஆர்) என்று குறிப்பிடப்படுகிறது. 2007 ஆம் ஆண்டில், ஆல்பர்ட் ஃபெர்ட் மற்றும் பீட்டர் க்ரூன்பெர்க் ஆகியோருக்கு மாபெரும் காந்த எதிர்ப்பு கண்டுபிடிப்புக்காக கூட்டாக நோபல் பரிசு வழங்கப்பட்டது. வடிவியல் காந்த எதிர்ப்பு மின்சார மின்னோட்டத்தில் காந்தப்புலத்தின் நேரடி நடவடிக்கை காரணமாக காந்த எதிர்ப்புக்கு ஒரு எடுத்துக்காட்டு ஒரு கோர்பினோ வட்டில் ஆய்வு செய்யப்படலாம் (படத்தைப் பார்க்கவும்). இது சரியான கடத்தும் விளிம்புகளுடன் ஒரு கடத்தும் வருடாந்திரத்தைக் கொண்டுள்ளது. காந்தப்புலம் இல்லாமல், மின்கலம் விளிம்புகளுக்கு இடையில் ஒரு ரேடியல் மின்னோட்டத்தை இயக்குகிறது. வருடாந்திரத்தின் தளத்திற்கு செங்குத்தாக ஒரு காந்தப்புலம் பயன்படுத்தப்படும்போது, (பக்கத்திற்குள் அல்லது வெளியே) மின்னோட்டத்தின் ஒரு வட்டக் கூறுகளும் லோரென்ட்ஸ் விசை காரணமாக பாய்கிறது. இந்த சிக்கலில் ஆரம்ப ஆர்வம் 1886 இல் போல்ட்ஸ்மேனுடன் தொடங்கியது, மேலும் 1911 இல் கோர்பினோவால் சுயாதீனமாக மறுபரிசீலனை செய்யப்பட்டது. ஒரு எளிய மாதிரியில், லோரெண்ட்ஸ் விசைக்கு எதிர்வினை ஒரு மின்சார புலத்தைப் போலவே இருக்கும் என்று வைத்துக்கொள்வோம், கேரியர் திசைவேகம் v பின்வருமாறு வழங்கப்படுகிறதுஃ இங்கு μ என்பது கேரியர் இயக்கம். திசைவேகத்தைத் தீர்க்கும்போது, பின்வருவனவற்றைக் காண்கிறோம்ஃ பி-புலம் (இந்த புலத்திற்கு செங்குத்தாக இயக்கத்திற்கு) காரணமாக இயக்கத்தில் பயனுள்ள குறைப்பு வெளிப்படையானது. மின்சார மின்னோட்டம் (வேகத்தின் ரேடியல் கூறுக்கு விகிதாசாரமாக) அதிகரிக்கும் காந்தப்புலத்துடன் குறையும், எனவே சாதனத்தின் எதிர்ப்பு அதிகரிக்கும். விமர்சன ரீதியாக, இந்த காந்தவியல் காட்சி சாதனத்தின் வடிவியல் மற்றும் மின்னோட்டக் கோடுகளை உணர்திறன் ரீதியாகப் பொறுத்தது, மேலும் இது காந்தப் பொருட்களை நம்பவில்லை. ஒற்றை கேரியர் வகை கொண்ட ஒரு குறைக்கடத்தியில், காந்த எதிர்ப்பானது (1 + (μB) 2) க்கு விகிதாசாரமாக இருக்கும், இங்கு μ என்பது குறைக்கடத்தி இயக்கம் (அலகுகள் m2·V−1·s−1 அல்லது T−1) மற்றும் B என்பது காந்தப்புலம் (அலகுகள் டெஸ்லா). இண்டியம் ஆண்டிமோனைடு, உயர் இயக்கம் குறைக்கடத்தியின் ஒரு எடுத்துக்காட்டு, 300 K இல் 4 m2·V−1·s−1 க்கு மேல் எலக்ட்ரான் இயக்கத்தைக் கொண்டிருக்கலாம். எனவே 0.25 T புலத்தில், எடுத்துக்காட்டாக காந்த எதிர்ப்பு அதிகரிப்பு 100% ஆக இருக்கும். அனிசோட்ரோபிக் காந்த எதிர்ப்பு (ஏஎம்ஆர்) தாம்சனின் சோதனைகள் ஏஎம்ஆர்-க்கு ஒரு எடுத்துக்காட்டு, இது ஒரு பொருளின் பண்பு, இதில் மின்சார மின்னோட்டத்தின் திசைக்கும் காந்தமயமாக்கலின் திசைக்கும் இடையிலான கோணத்தில் மின் எதிர்ப்பின் சார்பு காணப்படுகிறது. பெரும்பாலான சந்தர்ப்பங்களில் காந்தமயமாக்கல் மற்றும் சுழல்-சுற்றுப்பாதை தொடர்புகளின் ஒரே நேரத்தில் செயல்பாட்டிலிருந்து விளைவு எழுகிறது (கொலினியர் அல்லாத காந்த வரிசை தொடர்பான விதிவிலக்குகள் இருந்தபோதிலும், செக் பார்க்கவும். 4 (ஆ) மதிப்பாய்வில்) மற்றும் அதன் விரிவான வழிமுறை பொருள் சார்ந்துள்ளது. எடுத்துக்காட்டாக, காந்தமயமாக்கல் திசையில் எலக்ட்ரான்களின் s-d சிதறலின் அதிக நிகழ்தகவு காரணமாக இது இருக்கலாம் (இது பயன்படுத்தப்படும் காந்தப்புலத்தால் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது). நிகர விளைவு (பெரும்பாலான பொருட்களில்) என்னவென்றால், மின்னோட்டத்தின் திசை பயன்படுத்தப்பட்ட காந்தப்புலத்திற்கு இணையாக இருக்கும்போது மின் எதிர்ப்பு அதிகபட்ச மதிப்பைக் கொண்டுள்ளது. புதிய பொருட்களின் ஏஎம்ஆர் ஆய்வு செய்யப்பட்டு வருகிறது மற்றும் சில யுரேனியம் (ஆனால் மிகவும் வழக்கமான) ஃபெரோ காந்த சேர்மங்களில் 50 சதவீதம் வரை அளவுகள் காணப்படுகின்றன. மிக சமீபத்தில், தீவிர ஏஎம்ஆர் கொண்ட பொருட்கள் காந்த தருணங்களை சுழற்றுவதன் மூலம் தூண்டப்படும் உலோக-இன்சுலேட்டர் மாற்றம் போன்ற வழக்கத்திற்கு மாறான வழிமுறைகளால் இயக்கப்படுகின்றன (காந்த தருணங்களின் சில திசைகளுக்கு, அமைப்பு அரை உலோகமானது, மற்ற திசைகளுக்கு ஒரு இடைவெளி திறக்கிறது). பாலிக்ரிஸ்டலின் ஃபெரோ காந்தப் பொருட்களில், ஏஎம்ஆர் காந்தமயமாக்கல் மற்றும் மின்னோட்ட திசைக்கு இடையிலான கோணத்தை மட்டுமே சார்ந்து இருக்க முடியும், மேலும் (பொருளின் எதிர்ப்பை ஒரு தரவரிசை-இரண்டு டென்சர் மூலம் விவரிக்க முடியும் வரை), இது படத்தின் (நீளமான) எதிர்ப்பு எங்கே என்பதைப் பின்பற்ற வேண்டும் மற்றும் முறையே மற்றும் ஆகியவற்றிற்கான எதிர்ப்புக்கள். நீளமான எதிர்ப்புடன் தொடர்புடைய, பிளானர் ஹால் விளைவு என்று அழைக்கப்படும் (சற்றே குழப்பமான [1]) குறுக்குவெட்டு எதிர்ப்பும் உள்ளது. மோனோகிரிஸ்டல்களில், மின்தடை தனித்தனியாகவும் சார்ந்துள்ளது. நேரியல் அல்லாத பண்புகள் மற்றும் காந்தப்புலத்தின் துருவமுனைப்பைக் கண்டறிய இயலாமையை ஈடுசெய்ய, பின்வரும் அமைப்பு சென்சார்களுக்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது. இது 45 டிகிரி கோணத்தில் சாய்ந்திருக்கும் பெர்மல்லாயின் (ஏஎம்ஆர் விளைவை வெளிப்படுத்தும் ஒரு ஃபெரோ காந்தப் பொருள்) மெல்லிய படலத்தில் வைக்கப்பட்டுள்ள அலுமினியம் அல்லது தங்கத்தின் கோடுகளைக் கொண்டுள்ளது. இந்த அமைப்பு மின்னோட்டத்தை மெல்லிய படலத்தின் "எளிதான அச்சுகளில்" பாயாமல் இருக்க கட்டாயப்படுத்துகிறது, ஆனால் 45 டிகிரி கோணத்தில். எதிர்ப்பின் சார்பு இப்போது ஒரு நிரந்தர ஆஃப்செட்டைக் கொண்டுள்ளது, இது பூஜ்ய புள்ளியைச் சுற்றி நேரியல் ஆகும். அதன் தோற்றத்தின் காரணமாக, இந்த சென்சார் வகை 'முடிதிருத்தும் கம்பம்' என்று அழைக்கப்படுகிறது. பூமியின் காந்தப்புலத்தை (மின்னணு திசைகாட்டி) அளவிடுவதற்கும், மின்சார மின்னோட்டத்தை அளவிடுவதற்கும் (கடத்தியைச் சுற்றி உருவாக்கப்பட்ட காந்தப்புலத்தை அளவிடுவதன் மூலம்), போக்குவரத்து கண்டறிதலுக்கும், நேரியல் நிலை மற்றும் கோண உணர்தலுக்கும் ஏஎம்ஆர் விளைவு பரந்த அளவிலான சென்சார்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஹனிவெல், என்எக்ஸ்பி செமிகண்டக்டர்கள், எஸ். டி. மைக்ரோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் மற்றும் சென்சிடெக் ஜி. எம். பி. எச் ஆகியவை மிகப்பெரிய ஏஎம்ஆர் சென்சார் உற்பத்தியாளர்களாகும். தத்துவார்த்த அம்சங்களாக, I. ஏ. காம்ப்பெல், ஏ. ஃபெர்ட் மற்றும் ஓ. ஜௌல் (சிஎஃப்ஜே) ஆகியோர் எஸ்-எஸ் மற்றும் எஸ்-டி சிதறல் செயல்முறைகளுடன் இரண்டு-தற்போதைய மாதிரியைப் பயன்படுத்தி நி-அடிப்படையிலான உலோகக்கலவைகளுக்கான ஏஎம்ஆர் விகிதத்தின் வெளிப்பாட்டைப் பெற்றனர், இதில் எஸ் ஒரு கடத்தல் எலக்ட்ரான் மற்றும் டி சுழல்-சுற்றுப்பாதை தொடர்புடன் 3 டி நிலைகள். ஏஎம்ஆர் விகிதம் மற்றும், எங்கே, மற்றும் ஒரு சுழல்-சுற்றுப்பாதை இணைப்பு மாறிலி (என்று அழைக்கப்படும்), ஒரு பரிமாற்ற புலம், மற்றும் சுழற்சிக்கான எதிர்ப்பு, முறையே என வெளிப்படுத்தப்படுகிறது. கூடுதலாக, சமீபத்தில், சடோஷி கோகாடோ மற்றும் பலர். சிஎஃப்ஜே கோட்பாட்டை மிகவும் பொதுவான ஒன்றுக்கு விரிவுபடுத்துவதன் மூலம் 3 டி மாற்றம்-உலோக ஃபெரோ காந்தங்களுக்கான ஏஎம்ஆர் விகிதத்தின் பொதுவான வெளிப்பாட்டைப் பெற்றுள்ளனர். பொதுவான வெளிப்பாட்டை அரை உலோகங்களுக்கும் பயன்படுத்தலாம். மாபெரும் காந்த எதிர்ப்பு சுரங்கப்பாதை காந்த எதிர்ப்பு கொலோசல் காந்த எதிர்ப்பு அசாதாரண காந்த எதிர்ப்பு காந்த எதிர்ப்பு சீரற்ற அணுகல் நினைவக அடிக்குறிப்புகள் 1 ஐப் பார்க்கவும். (சாதாரண) ஹால் விளைவு காந்தப்புலம் தலைகீழாக மாறும்போது அடையாளத்தை மாற்றுகிறது, மேலும் இது லோரெண்ட்ஸ் விசை காரணமாக ஒரு சுற்றுப்பாதை விளைவு (சுழற்சியுடன் தொடர்பில்லாதது) ஆகும். டிரான்ஸ்வெர்சல் ஏஎம்ஆர் (பிளானர் ஹால் விளைவு) அடையாளத்தை மாற்றாது மற்றும் இது சுழல்-சுற்றுப்பாதை தொடர்புகளால் ஏற்படுகிறது. குறிப்புகள் காந்த வரிசைப்படுத்தப்பட்ட ஸ்பின்ட்ரானிக்ஸ் வீடியோ கிளிப்களைக் கொண்ட கட்டுரைகள்