Magnetowiderstand: Eine Einführung

Magnetowiderstand ist ein Phänomen der Physik, das eine Änderung des elektrischen Widerstands in einem Material unter dem Einfluss eines Magnetfeldes beschreibt. Magnetowiderstand tritt in vielen verschiedenen Materialien auf und findet Anwendung in der Technologie, insbesondere in der Halbleiter- und Magnetfeldsensorik.

Wie funktioniert Magnetowiderstand?

Der Magnetowiderstand beruht auf dem Einfluss eines Magnetfeldes auf die Bewegung von Elektronen im Material. In einem Material mit einem negativen Magnetowiderstand bewegen sich Elektronen entlang von magnetischen Feldlinien und erfahren dadurch eine Reduzierung ihrer Streuung an Defekten im Material. Dies führt zu einer Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit und somit zu einem geringeren elektrischen Widerstand. In einem Material mit einem positiven Magnetowiderstand bewirkt das Magnetfeld eine Erhöhung der Streuung von Elektronen und somit eine Verringerung der Leitfähigkeit und einen höheren Widerstand.

Beispiel: Einsatz von Magnetowiderstand in der Technologie

Magnetowiderstand findet Anwendung in vielen Bereichen der Technologie, insbesondere in der Halbleitertechnologie und in der Magnetfeldsensorik. Ein Beispiel ist der GMR-Sensor (Giant Magnetoresistance), der auf dem Phänomen des Magnetowiderstands beruht und in Festplattenlaufwerken, Magnetbändern und in der Automobilindustrie eingesetzt wird, um magnetische Felder zu messen. In der Halbleitertechnologie wird Magnetowiderstand für die Herstellung von Magnetoresistiven Elementen (MRE) genutzt, die in der Magnetfeldsensorik, in der Drehwinkelsensorik und in der Positionserfassung von Metallteilen eingesetzt werden.

Vorteile und Nachteile von Magnetowiderstand

Ein Vorteil von Magnetowiderstand ist die hohe Empfindlichkeit gegenüber Magnetfeldern, die es ermöglicht, sehr schwache magnetische Signale zu messen. Ein weiterer Vorteil ist, dass Magnetoresistive Elemente sehr haltbar und robust sind und in vielen verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden können. Ein Nachteil von Magnetowiderstand ist, dass er von Temperatur und anderen Umweltbedingungen beeinflusst werden kann, was zu Messfehlern führen kann. Ein weiterer Nachteil ist, dass er in der Regel nur in einem begrenzten Bereich von Magnetfeldern linear reagiert und außerhalb dieses Bereichs nicht mehr genau messen kann.