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mente nel 1986 sotto forma di comportamento magneto- elettronico insolito sugli strati Fe/Cr/Fe. Per questa sco- perta, entrambi ricevettero il Premio Nobel per la fisica nel 2007. Se due strati di ferro sono accoppiati ferromagnetica- mente tramite lo strato di cromo non magnetico, la re- sistenza è bassa perché gli elettroni possono trasferirsi al secondo strato di ferro senza modificare il loro spin. Il coefficiente MR nella struttura metallica a valvola spin è generalmente intorno al 10%. IBM ha già utilizzato i sensori GMR in applicazioni come le testine di lettura magnetiche nelle unità a disco rigido, per ottenere così capacità di archiviazione più elevate. I sensori GMR vengono oggi utilizzati anche per molte al- tre applicazioni. La tecnologia TMR supporta l’evoluzione della tecnologia dei sensori e dell’industria informatica Alle tipologie sopra descritte si è aggiunta la tecnologia dei sensori magnetoresistivi TMR (Tunnel MagnetoRe- sistance), caratterizzata da maggior precisione, rumo- re ridotto e consumi inferiori rispetto alle precedenti soluzioni magnetometriche. Grazie a queste proprietà, lemento Hall, la cosiddetta tensione Hall (U H), è propor- zionale all’intensità del campo magnetico che attraversa il materiale semiconduttore (uscita ∝ H). Tuttavia, sen- sori Hall di questo tipo basati su silicio presentano alcuni svantaggi: potenza di uscita limitata, precisione ridotta e offset elevato. Applicazioni limitate per i sensori AMR Un’alternativa al sensore Hall è il sensore a magnetore- sistenza anisotropa (AMR). La magnetoresistenza (MR) è la variazione della resistenza elettrica di un conduttore causata da un campo magnetico. Se la resistenza elettrica diminuisce a causa del campo magnetico, si parla di ma- gnetoresistenza negativa. In generale, si utilizzano due definizioni di resistenza magnetica percentuale: MR 0 è definita come la diffe- renza tra resistenza in presenza di campo magnetico e resistenza in assenza di campo divisa per la resistenza in assenza di campo. MR P , invece, è la differenza tra la resistenza in presenza di campo magnetico e la resistenza nel campo saturo di- visa per la resistenza nel campo saturo. Il valore massi- mo può essere arbitrariamente grande. L’effetto AMR fu scoperto nel 1856 e fu usato per la pri- ma volta nel 1971 per realizzare un trasduttore per la let- tura dei nastri magnetici. Honeywell ha sviluppato una memoria magnetica ad accesso casuale (MRAM) basata sull’effetto AMR. Un sensore AMR può essere utilizzato anche come busso- la per misurare il campo magnetico terrestre. A parte ciò, le sue applicazioni sono limitate. Sebbene diversi pro- duttori di semiconduttori offrano una gamma di sensori AMR, la loro magnetoresistenza è normalmente inferiore al 5%. I sensori AMR tradizionali richiedono inoltre cir- cuiti aggiuntivi o magneti permanenti per ripristinare la magnetizzazione del film sottile dopo l’uso. Ciò rende il packaging più complesso e comporta costi più elevati. Maggiore versatilità per i sensori GMR La magnetoresistenza gigante (GMR) è un effetto che Peter Grünberg e Albert Fert osservarono indipendente- COMPONENTS TMR SENSORS Fig. 1 – Schema del TMR con due strati ferromagnetici e uno strato intermedio isolante (Fonte: Bosch Sensortec) ELETTRONICA OGGI 517 - APRILE 2024 59