Магниторезистор

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК НИЕ ИЗОБРЕТЕ АВТОРСН СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54)(57) 1. МАГНИТОРЕЗИСТОР, содержащий пластину из примесного полупроводника с омическими контактами, ширина которой превышает расстояние между омическими контактами, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения чувствительности, расстояние между омическими контактами соизмеримо с одной из характерных длин свободных носителей заряда примесного полупроводника.2. Магниторезистор по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что расстояние между омическими контактами соизмеримо с минимальной характерной длиной свободных носителей заряда примесного полупроводника. упроводниадио, 1975,ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНР 1 ЫТИ(71) Институт полупроводниковАН УССР4 88Изобретение относится к области электронной техники, а именно к датчикам магнитного поля, и может быть использс зано при создании магниторезисторов (МР),Известен магниторезистор, содержащий резистивный элемент, выполненный в виде диска Корбино.В такой структуре за счет конфигу рации исключается ЭДС,Холла, однако достигаемое при этом увеличение чувствительности к магнитному полю недостаточно, так как с изменением магнитного поля проводимость изменяется только за счет изменения дрейфовой скорости свободных носителей заряда (СНЗ).Наиболее близким по технической сущности к устройству по изобретению является магниторезистор, содержащий пластину из примесного полупроводника с двумя омическими контактами, ширина которой превышает расстояние между омическими контактами.Однако такой магниторезистор обладает также недостаточной чувствительностью.Целью изобретения является увеличение магниточувствительности.Поставленная цель достигается тем, что в,известном магнитореэисторе, содержащем пластину из примесного полупроводника с омнческими контактами, ширина которой превышает расстояние между омическими контакта. ми, расстояние между омическими контактами соизмеримо с одной из характерных длин свободных носителей заря. да примесного полупроводника.Расстояние между омическими контактами может быть соизмеримым с минимальной характерной длиной свободных носителей заряда примесного полупроводника.На фиг. 1 и 2 даны варианты устройства по изобретению: пластина примесного полупроводника 1, омические контакты 2, 3.Движение свободных носителей заряда в примесных полупроводниках можно характеризррать набором характерных длин (4,) по импульсу, по энергии, по долинам и по спину, которые могут проходить свободные носители заряда в данном примесном полупроводнике без изменения своего характерного параметра (импульса, энер. гии, индекса долины, спина) - радиу 2362 1 са г в плоскости, перпендикулярной вектору В магнитной индукции; 10 15 20 50 25 30 35 40 45 Кроме того, такой рассеянный СНЗбудет дрейфовать в направлении внешнего электрического поля ,Каждый СНЗ имеет свой набор характеристических параметров (ХП), который определяет скорость 7 и эффективную массу в СНЗ. При рассеянии СНЗхотя бы по одному из своих ХП изменяются У и/или 1 л и, следовательно,радиус окружности г, по которой движется СНЗ в однородном магнитйом поле , перпендикулярном к направлению 7, В таком поле СНЗ с абсолютнойвеличиной зарядапод действиемсилы Лоренца движется по окружностипостоянного радиуса. Если расстояние ь между омическими контактами выполнено сравнимымс одной из характерных длинсвободных носителей заряда в примесном полупроводнике, то в таком магниторезисторе при В =0 электроныпроходят расстояние 4 без рассеяния,магниторезистор имеет минимальное со.противление. Изменение магнитногополя изменяет концентрацию электронов проводимости и, следовательно,сопротивления,При малых В только электроныс малыми Чщ возвращаются в контакт 2,остальные электроны рассеиваются и1дрейфуют к контакту 3 - сопротивление МР увеличивается. При дальнейшем увеличении Ь все большая частьэлектронов возвращается в контакт 2и все меньшая часть дрейфует к контакту 3, причем дрейфовая скоростьуменьшается. Это приводит к дальнейшему увеличению сопротивления МРи т,д, Так как увеличение сопротивления 8 ( В) связано с уменьшением концентрации и одновременно с уменьшением дрейфовой скорости электроновто оно будет больше, чем в случае,когда сопротивление определяетсятолько подвижностью свободных носителей заряда, как это имеет местов известных устройствах. Это увеличивает рсзистивное отношение В/ В 1(В)/й/О/, где Р/О/ - сопротивление МР при В 0 и, следовательно, чувствительность магниторезистора,882362 Фиг. 2 ктор Г.Решетни Редактор П.Горькова Техред Т.Тулнк акаэ 796/3 Тираж 644 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Иосква, Ж, РаушПодписноекомитета СССРи открытийкая наб., д. 4 нлиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, На увеличение резистивного отношения влияет также уменьшение величи. ны 3 /О/, так как прн 8 =О электроны проходят расстояние 1 без рассеивания,Наибольшая чувствительность магии. торезистора к магнитному полю достигается при выполнении расстояния 1. . между омическими контактами сравнимым с длиной свободного пробега СНЗ по импульсу, т.е. с наименьшей из характерных длин СНЗ примесного полупроводника. В этом случае СНЗ двигаясь в магнитном поле от контакта 2 к контакту 3, не будут рассеивать ни один из своих характер-ных параметров, т.е. число балластных СНЗ 1 дрейфующих от контакта к контакту будет сведено до минимума. Практически все СНЗ будут управляться магнитным полем и чувствительность достигает наибольшего значения для данного примесного полупроводника. Иагниторезистор по изобретениюможет быть эффективно использованпри исследовании топографии магнитных полей в малых объемах для бесконтактного измерения токов в дефектоскопии, технике сверхпроводящих 1 О машин, для относительной ориентациипредметов в пространстве. Наиболееэффективным будет его использование в вычислительной технике длясчитывания информации с эапоминаю щих устройств на магнитных доменах.Благодаря высокой чувствительностизамена им известных датчиковмагнитного поля позволит упроститьвторичную измерительную аппаратуру, 20 повысить надежность устройств сократить расход энергии на измерениемагнитного поля.