مقاومة مغناطيسية نفقية (tunnel magnetoresistance) في الفيزياء هو تأثير مقاومة مغناطيسية يحدث في توصيلات مغناطيسية نفقية، والنفقية هنا يرجع إلى نفق ميكانيكا الكم الذي تفسره ميكانيكا الكم . أي أن تأثير المقاومة المغناطيسية النفقية هو تاثير كمومي لا تستطيع تفسيره الميكانيكا التقليدية وتفسره نظرية الكم.
وتتكون هذه المقاومة من طبقتين مغناطيسيتين حديديتين وبينهما طبقة رقيقة جدا من مادة عازلة . فعندما تصل سمك الطبقة الرقيقة عدة نانومتر فيمكن للإلكترونات الانتقال بين المغناطيسين طبقا لظاهرة نفق ميكانيكا الكم .
خصائصها
عند تطبيق مجال مغناطيسي خارجي على تلك العينة يمكن ضبط اتجاه المغناطيسية في أي من الطبقتين المغناطيسيتين بدون إلزام للطبقة الأخرى . فعندما تكون الطبقتان المغناطيسيتان في اتجاه واحد يكون احتمال مرور إلكترونات بين الطبقتين كبير متخللا الطبقة العازلة ، وإذا كان اتجاه المغناطيسية في الطبقتين المغناطيسيتين معكوسا يقل التيار المار بينهما. بذلك يمكن أن تتغير المقاومة بالنسبة للتيار الكهربائي بين 0 و 1 .
تاريخها
اكتشفها الفيزيائي الفرنسي جوليير عام 1975 في توصيلات الحديد/جرمانيوم-الأكسجين/الكوبلت عند درجة حرارة 2و4 كلفن. [1] وحيث أن كان التغير في المقاومة بنسبة 1 % فقط عند درجة حرارة الغرفة فلم يحظى التأثير بانتباه كبير. وفي عام 1991 وجد العفيزيائي الياباني ميازاكي من جامعة توهوكو تأثير بنسبة 7و2% في درجة حرارة الغرفة ، ثم في عام 1994 تأثير بالغ وصل إلى 18% في درجة حرارة الغرفة ، وكانت عبارة عن طبقتين من الحديد تفصلهما طبقة رقيقة من مادة عازلة من أكسيد الألمونيوم. [2] وتبلغ أكبر التأثيرات المعينة لتوصيلات تقوم علي استخدام أكسيد الألمونيوم حتى الآن نحو 70 % عند درجة حرارة الغرفة .
تطبيقاتها
تعمل رؤوس القراءة التي تقوم بقراءة المعلومات على الأقراص الصلبة الحديثة باستخدام المقاومة المغناطيسية النفقية. كما يوجد نوع جديد من الذاكرة MRAM يعمل بواسطة المقاومة المغناطية النفقية ، وكذلك تستخدم في الحساسات مثلما في أنظمة الكبح الحديثة في السيارات .
المصادر
- M. Jullière (1975), "Tunneling between ferromagnetic films" (in German), Physics Letters A 54: pp. 225-226, doi:10.1016/0375-9601(75)90174-7
- T. Miyazaki, N. Tezuka (1995), [PDF "Giant magnetic tunneling effect in Fe/Al2O3/Fe junction"] (in German), Journal of Magnetism and Magnetic Materials 139: pp. L231-L234, doi:10.1016/0304-8853(95)90001-2, PDF