Термомагнитный эффект Эттингсгаузена.

Эффекту Холла сопутствует термомагнитный эффект Эттингсгаузена: при пропускании тока через проводник, помещенный в поперечное магнитное поле возникает градиент температур в направлении, перпендикулярном магнитному полю и току. На грани D, куда поперечным магнитным полем отклоняются носители заряда, возникает их избыточная концентрация. Здесь столкновения с кристаллической решеткой происходят чаще, т.е. рекомбинация превалирует над генерацией свободных носителей заряда. Вблизи грани D выделяется тепло. На грани С генерация превалирует над рекомбинацией, поэтому эта грань охлаждается. Таким образом между гранями С и D имеется градиент температур. Для его поддержания необходим материал с малой теплопроводностью. Эффект Эттингсгаузена используется там же, где и эффект Пельтье: для охлаждения воздуха, термостатирования.

Магнитоуправляемые резисторы.

Постоянное поле, ориентируя магнитные моменты, упорядочивает внутреннюю структуру материала, в том числе изменяет удельное электрическое сопротивление. Магнетики изменяют свое сопротивление при воздействии магнитного поля в результате

- переориентации магнитных диполей и, следовательно, изменения плотности и удельного сопротивления _B:

( _B - ₀ ) / ₀ = 3.03 ² B² ,

- изменения траектории линии тока в соответствии с эффектом Холла.

Магниторезистивное отношение N_R - отношение величин сопротивлений в магнитном поле (R_B) и без него (R₀): N_R = R_B / R₀ .

Материал	NR
Эвтектический сплав САИН из In Sb - Ni Sb	2.8 ............. 4.5
Сплав СМУ из In Sb - Ga As	3.3

Магнитоуправляемые резисторы используются в качестве датчиков положения в магнитном поле (в том числе поле Земли), распознавания образа ферромагнитных объектов.

Рис. Магниторезистивный датчик из пленки пермаллоя и мостовая измерительная схема.

Внешнее магнитное поле поворачивает вектор намагниченности пленки на угол θ. При этом сопротивление датчика будет: R = R₀ + ΔR cos 2θ.

сломать.

В 1970-е годы Ричард Блейкмор открыл удивительные морские бактерии, обладающие чувством магнитного поля. Эти микроорганизмы в буквальном смысле имеют собственный компас, который позволяет им ориентироваться по линиям магнитного поля Земли. По мнению учёных, это помогает бактериям находить под водой территории с требуемым содержанием кислорода, серы и прочих необходимых им веществ.

Бактерии делают свой компас из крохотных органелл, называемых магнитосомами, которые состоят преимущественно из магнетита (Fe₃O₄) и (или) грейгита (Fe₃S₄).

Гигантское магнитное сопротивление.

Помимо магниторезистивного эффекта, с помощью нанотехнологии возможна реализация «гигантского» магниторезистивного эффекта (ГМР эффекта). Магнитные моменты в трехслойной пленке могут быть параллельны (ферромагнитная [ФМ] конфигурация) или антипараллельны (антиферромагнитная [АФМ] конфигурация).

Рис. Многослойная структура, реализующая гигантское магнитосопротивление (направление спина обозначено синими и красными стрелками).

Если ориентация спина не совпадает с магнитным моментом слоя (АФМ-конфигурация), электрон не может попасть в этот слой, и электросопротивление становится больше. После перехода конфигурации из антиферромагнитной в ферромагнитную при возрастании внешнего магнитного поля электрон способен перескочить в смежный слой, и сопротивление значительно уменьшается. Этот эффект и называется гигантским магниторезистивным (ГМР).

Магнитореологические композиции.

Магнитореологическая жидкость (МРЖ) - это суспензия мелкодисперсных ферромагнитных частиц в масле (коллоидные кластеры). Внешнее магнитное поле ориентирует частицы, увеличивая вязкость жидкости до значений, характерных для твердого состояния.

Рис. Структура магнитной жидкости вне (off) и в (on) магнитном поле.

Рис. МРЖ на стекле.

Применение магнитных жидкостей: эксперимент по сбору нефтепродуктов

МРЖ используются в демпферах механических колебаний оборудования с двигателями, сейсмических воздействий, затворах (вентилях), динамиках, полировочных устройствах

Магнитная жидкость используется в качестве защитного элемента. Она удерживается магнитным полем в кольцевом зазоре между вращающимся валом и неподвижным корпусом. Жидкость не пропускает частицы пыли внутрь дисковода.

Рис. Схема дисковода компьютера (магнитореологическая жидкость – черная, полюса магнита – красный и синий).

В отличие от обычных жидкостей, в МРЖ могут возникать объемные и поверхностные силы, крутящие моменты - в зависимости от поведения внешнего магнитного поля. Кластеры вовлекают в движение жидкость. Формируется управляемое гидромеханическое движение. В отсутствие гравитации, например, в космосе, можно с помощью МРЖ поддерживать конвекцию среды.

Ферромагнитные частицы, будучи добавленными в резиноподобные полимеры, образуют магнитореологические эластомеры (МРЭ). В магнитном поле ориентирование частиц приводит к изменению размеров образца МРЭ, что может быть использовано в микроприводах. \

СКВИД для магнитных исследований.

Сверхпроводящий квантовый интерференционный детектор (СКВИД), наряду с индикацией электрических сигналов и электромагнитных полей, реагирует на изменение напряженности магнитного поля.

Рис. При появлении магнитного поля в СКВИДе возникает переменное напряжение.

(Фаза  волны куперовской пары может быть изменена в том числе и магнитным полем, направленным вдоль плоскости джозефсоновского перехода перпендикулярно потоку туннелирующихся пар.) Зависимость тока в сверхпроводящем переходе Джозефсона от магнитного поля позволяет измерять очень слабые магнитные поля с B < 10^-11Тл (верхний предел). Это можно использовать в геофизике для прогнозирования землетрясений: магнитные поля пород, располагающихся по разломам земной коры, изменяются за несколько дней до землетрясения.

Этим же методом можно зафиксировать магнитные поля с В = 10^-12 Тл, создаваемые биотоками организма - магнитограммы. Биотоки внутренних органов сильнее, чем токи кожных покровов, поэтому последние их практически не экранируют. По сравнению с электрическими магнитные измерения не требуют контактов, поэтому не вносят искажений.

Чувствительность СКВИДа	10^-14 Tл
Магнитное поле сердца	10^-10 Tл
Магнитное поле мозга	10^-13 Tл

Чувствительность СКВИДов к слабым магнитным полям в широком диапазоне частот можно использовать в сканирующих магнитных микроскопах (СММ), которые позволяют с высоким пространственным разрешением регистрировать магнитные поля, генерируемые вихревыми токами, токами утечки в интегральных схемах или магнитотактильными бактериями. В магнитном микроскопе образец сканируется близко расположенным СКВИДом, в то время как компьютер регистрирует сигнал со СКВИДа в зависимости от его положения по отношению к образцу. Первые варианты магнитных микроскопов использовали СКВИДы на базе традиционных, низкотемпературных, сверхпроводников. Они работали при температуре жидкого гелия и предназначались для исследования образцов, так же находящихся при низкой температуре. Необходимость поддерживать СКВИД при гелиевой температуре сдерживала широкое применение СКВИД - микроскопов. Пользователи таких микроскопов испытывали значительные трудности с совмещением и позиционированием СКВИДа относительно образца, а также при загрузке и перезагрузке образцов. Использование высокотемпературных сверхпроводников делает возможной работу устройства при температуре жидкого азота.

Материалы с магнитными функциями (магнитомягкие, магнитожесткие и аморфные магнитные)
Mn-Zn-ферриты, г-Fe2O3, CrO2	Головки и ленты для звуко- и видеозаписи.
Mn-Zn- и Ni-Zn-ферриты	Детали трансформаторов
Li-Mn-ферриты, R3Fe5O12	Элементы памяти ЭВМ

Ni-Zn-ферриты	Магнитострикционные фильтры и вибраторы
(Mn1-xZnx)Fe2O4	Магнитопроводы
Y2Fe5O12, Li-Zn-Ti-ферриты	Антенны дальней связи (СВЧ)
BaFe12O19, SrFe12O19	Радиопоглощающие покрытия, постоянные магниты для статоров