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磁阻效应磁阻器件由于其灵敏度高、抗干扰能力强等优点在工业、交通、仪器仪表、医疗器械、探矿等领域应用十分广泛，如：数字式罗盘、交通车辆检测、导航系统等。
磁阻器件品种较多，可分为正常磁电阻，各向异性磁电阻，特大磁电阻，巨磁电阻和隧道电阻等。
其中正常磁电阻的应用十分普遍。
锑化铟（InSb）传感器是一种价格低廉、灵敏度高的正常磁电阻，有着十分重要的应用价值。
它可用于制造在磁场微小变化时测量多种物理量的传感器。
本实验使用两种材料的传感器，砷化镓（GaAs）测量磁感应强度和研究锑化铟（InSb）在磁感应强度变化时的电阻，融合霍尔效应和磁阻效应两种物料现象。
实验目的（1）了解磁阻现象与霍尔效应的关系与区别；（2）测量锑化铟传感器的电阻与磁感应强度的关系；（3）作出锑化铟传感器的电阻变化与磁感应强度的关系曲线。
实验仪器磁阻效应实验仪。
实验原理在一定条件下，导电材料的电阻R随磁感应强度B的变化规律称为磁阻效应。
当材料处于磁场中时，导体或半导体内的载流子将受洛伦兹力的作用发生偏转，在两端产生积聚电荷并产生霍尔电场。
如霍尔电场作用和某一速度的载流子的洛伦兹力作用刚好抵消，那么大于或小于该速度的载流子将发生偏转，因而沿外加电场方向运动的载流子数目将减少，电阻增大，表现横向电阻效应。
通常以电阻率的相对该变量来表示磁阻的大小，即用)0(/ρρ∆表示，其中)0(ρ表示零磁场是的电阻率，设磁电阻阻值在磁感应强度为B 中的电阻率为)(B ρ，则)0()(ρρρ-=∆B ，由于磁阻传感器电阻的相对变化率)0(/R R ∆正比于)0(/ρρ∆，这里)0()(R B R R -=∆，因此也可以用磁阻传感器电阻的相对变化量)0(/R R ∆来表示磁阻效应的大小。
实验证明，当金属或半导体处于较弱磁场中时，一般磁阻传感器电阻相对变化率)0(/R R ∆正比于磁感应强度B 的平方，而在强磁场中)0(/R R ∆与磁感应强度B 呈线性函数关系。
实验15 磁阻效应法测量磁场物质在磁场中电阻率发生变化的现象称为磁阻效应，磁阻传感器利用磁阻效应制成。
磁场的测量可利用电磁感应，霍尔效应，磁阻效应等各种效应。
其中磁阻效应法发展最快，测量灵敏度最高。
磁阻传感器可用于直接测量磁场或磁场变化，如弱磁场测量，地磁场测量，各种导航系统中的罗盘，计算机中的磁盘驱动器，各种磁卡机等等。
也可通过磁场变化测量其它物理量，如利用磁阻效应已制成各种位移、角度、转速传感器，各种接近开关，隔离开关，广泛用于汽车，家电及各类需要自动检测与控制的领域。
磁阻元件的发展经历了半导体磁阻（MR ），各向异性磁阻（AMR ），巨磁阻（GMR ），庞磁阻（CMR ）等阶段。
本实验研究AMR 的特性并利用它对磁场进行测量。
【实验目的】1． 了解AMR 的原理并对其特性进行实验研究。
2． 测量赫姆霍兹线圈的磁场分布。
3． 测量地磁场。
【仪器用具】ZKY-CC 各向异性磁阻传感器（AMR ）与磁场测量仪【实验原理】各向异性磁阻传感器AMR （AnisotropicMagneto-Resistive sensors ）由沉积在硅片上的坡莫合金（Ni 80 Fe 20）薄膜形成电阻。
沉积时外加磁场，形成易磁化轴方向。
铁磁材料的电阻与电流与磁化方向的夹角有关，电流与磁化方向平行时电阻R max 最大，电流与磁化方向垂直时电阻R min 最小，电流与磁化方向成θ角时，电阻可表示为：θ2min max min cos )(R R R R -+= （1）在磁阻传感器中，为了消除温度等外界因素对输出的影响，由4个相同的磁阻元件构成惠斯通电桥，结构如图1所示。
图1中，易磁化轴方向与电流方向的夹角为45度。
理论分析与实践表明，采用45度偏置磁场，当沿与易磁化轴垂直的方向施加外磁场，且外磁场强度不太大时，电桥输出与外加磁场强度成线性关系。
无外加磁场或外加磁场方向与易磁化轴方向平行时，磁化方向即易磁化轴方向，电桥的4个桥臂电阻阻值相同，输出为零。
物理磁阻效应的原理
物理磁阻效应是一种磁场作用下材料电阻值发生变化的现象。
其原理可以从微观和宏观两个层面来解释。
从微观层面来看，物理磁阻效应是由于电子受到磁场力的影响而导致电阻值变化。
在材料中，电子在受到外加电场力驱动下形成电流流动，同时也受到晶格原子的散射，这些散射会导致电子的运动受到阻碍。
当磁场存在于材料中时，磁场与电子运动方向垂直，会给电子施加洛伦兹力，使电子轨道发生弯曲。
这样一来，电子在晶格散射时所受到的阻碍程度相对于没有磁场时会发生很大的变化，从而导致电阻值发生变化。
具体而言，当磁场垂直于电流方向时，电阻值会增加；当磁场平行于电流方向时，电阻值会减小。
从宏观层面来看，物理磁阻效应可以通过自由电子气模型来解释。
根据自由电子气模型，金属中的电子可以看作是自由电子气体。
自由电子在受到外加电场力作用下形成电流流动，同时也受到晶格散射的影响。
在没有磁场作用下，电子受到均匀的晶格散射，导致电阻的发生。
而在磁场作用下，电场力和洛伦兹力的相互作用会改变电子的动能和动量，从而改变电子与晶格之间的相互作用强度，进而改变电阻值。
具体而言，当磁场垂直于电流方向时，洛伦兹力和电场力的作用方向不同，导致电子在晶格中的平均自由程减小，电阻值增加；当磁场平行于电流方向时，洛伦兹力和电场力的作用方向相同，电子在晶格中的平均自由程增大，电阻值减小。
总的来说，物理磁阻效应是由于磁场对电子的影响，改变了电子与晶格之间的相互作用强度，进而导致电阻值的变化。
物理磁阻效应在磁记忆器件、磁传感器等磁性材料的应用中具有重要意义。
磁性材料及巨磁电阻效应简介物理系隋淞印学号 SC11002094引言磁性材料是应用广泛、品类繁多、与时俱进的一类功能材料，人们对物质磁性的认识源远流长。
磁性材料的进展大致上分几个历史阶段：当人类进入铁器时代，除表征生产力的进步外，还意味着金属磁性材料的开端，直到l8世纪金属镍、钴相继被提炼成功，这一漫长的历史时期是3d过渡族金属磁性材料生产与原始应用的阶段；20世纪初期(1900-1932)，FeSi、FeNi、FeCoNi磁性合金人工制备成功，并广泛地应用于电力工业、电机工业等行业，成为3d过渡族金属磁性材料的鼎盛时期，从此以后，电与磁开始了不解之缘；20世纪后期，从50年代开始，3d过渡族的磁性氧化物(铁氧体)逐步进入生产旺期，由于铁氧体具有高电阻率，高频损耗低，从而为当时兴起的无线电、雷达等工业的发展提供了所必需的磁性材料，标志着磁性材料进入到铁氧体的历史阶段；1967年，SmCo合金问世，这是磁性材料进入稀土—3d过渡族化合物领域的历史性开端。
1983年，高磁能积的钕铁硼(Nd—FeB)稀土永磁材料研制成功。
现已誉为当代永磁王。
TbFe巨磁致收缩材料与稀土磁光材料的问世更丰富了稀土一3d过渡族化合物磁性材料的内涵。
1972年的非晶磁性材料与1988年的纳米微晶材料的呈现，更添磁性材料新风采。
1988年，磁电阻效应的发现揭开了自旋电子学的序幕。
因此从20世纪后期延续至今，磁性材料进入了前所未有的兴旺发达时期，并融入到信息行业，成为信息时代重要的基础性材料之一。
磁性材料的分类磁性材料应用十分广泛，品种繁多，存在以下多种分类方式。
按物理性质分类：(1)按静磁特性：即根据静态磁滞回线上的参量，如矫顽力、剩磁等来确定磁性材料的类型。
例如：永磁属高矫顽力一类磁性材料；软磁属低矫顽力的一类磁性材料；矩磁属高剩磁、低矫顽力的一类磁性材料；磁记录介质属于中等矫顽力，同时，具有高剩磁的一类磁性材料，而磁头却要求低矫顽力、高饱和磁化强度。
磁阻效应的概念磁阻效应是指某些金属或半导体的电阻值随外加磁场变化而变化的现象。
同霍尔效应一样，磁阻效应也是由于载流子在磁场中受到洛伦兹力而产生的。
在达到稳态时，某—速度的载流子所受到的电场力与洛伦兹力相等，载流子在两端聚集产生霍尔电场，比该速度慢的载流子将向电场力方向偏转，比该速度快的载流子则向洛伦兹力方向偏转。
这种偏转导致载流子的漂移路径增加。
或者说，沿外加电场方向运动的载流子数减少，从而使电阻增加。
这种现象称为磁阻效应。
1.2 磁阻效应的分类1.2.1 常磁阻对所有非磁性金属而言，由于在磁场中受到洛伦兹力的影响，传导电子在行进中会偏折，使得路径变成沿曲线前进，如此将使电子行进路径长度增加，使电子碰撞机率增大，进而增加材料的电阻。
磁阻效应最初于1856年由威廉·汤姆森，即后来的开尔文爵士发现，但是在一般材料中，电阻的变化通常小于5%，这样的效应后来被称为“常磁阻”。
1.2.2 巨磁阻所谓巨磁阻效应，是指磁性材料的电阻率在有外磁场作用时较之无外磁场作用时存在巨大变化的现象。
巨磁阻是一种量子力学效应，它产生于层状的磁性薄膜结构。
这种结构是由铁磁材料和非铁磁材料薄层交替叠合而成。
当铁磁层的磁矩相互平行时，载流子与自旋有关的散射最小，材料有最小的电阻。
当铁磁层的磁矩为反平行时，与自旋有关的散射最强，材料的电阻最大。
1.2.3 超巨磁阻超巨磁阻效应（也称庞磁阻效应）存在于具有钙钛矿(Perovskite)ABO3的陶瓷氧化物中。
其磁阻变化随着外加磁场变化而有数个数量级的变化。
其产生的机制与巨磁阻效应(GMR)不同，而且往往大上许多，所以被称为“超巨磁阻”。
如同巨磁阻效应(GMR)，超巨磁阻材料亦被认为可应用于高容量磁性储存装置的读写头。
不过，由于其相变温度较低，不像巨磁阻材料可在室温下展现其特性，因此离实际应用尚需一些努力。
1.2.4 异向磁阻有些材料中磁阻的变化，与磁场和电流间夹角有关，称为异向性磁阻效应。
