Magnetvälja sensorid ja nende täiendavad kasutusalad

Kompassist erinevate magnetvälja mõõtjaid kasutatakse elektroonilistes liikuvate osadeta kompassides (näiteks telefonides). Lisavõimalustena aitab nende tundlikkuse parandamine mõõta magneetiliste metallide sisaldust sügavamal maas ja kõvaketaste arenduses on vajalik suuta teha sensoreid, mis suudaks kõvakettalt võimalikult pisikesi magneetilisi mälusid moodustavaid magnetpooluseid eristada. 

Juhtmes võib välise magnetväljaga toimuv spinnide suunamine mõjutada elektritakistust (magnetoresistance). See nähtus suurendab elektritakistust, siis kui magnetväli ja juhtmes olev vool on paralleelselt. Elektritakistus langeb kõige rohkem kui vool ja magnetväli on 90 kraadiselt risti. Kelvin avastas selle nähtuse 1856. aastal ning suurim erinevus elektritakistuses, mida ta leidis oli ~5%. Praktlise otstarbena saab seda takistuse muutust kasutada elektroonilistes kompassides, mis võivad leida magnetvälja suuna erinevate orientatsioonidega juhtmete elektritakistuse järgi. 

Üks võimalus magnetvälja mõõtmiseks on kasutada tuuma magnetresonantsi (NMR). Tavaliselt on selles vesinikku sisaldav aine nagu vesi, mis tekitavad raadiosagedusel elektromagnetkiirgust, mille sagedus sõltub magnetvälja tugevusest. Näiteks Maa magnetväljas on vesiniku NMR sagedus ekvaatoril (20 000 nanoteslane magnetväli) ~900 Hz ja poolustel (~80 000 nanoteslat) ~40 000 Hz. Sellised tundlikumad masinad võivad kord sekundis mõõtes eristada 100 pikoteslaseid muutusi magnetväljas. 
Overhauser'i effekti kasutavad magnetvälja mõõtjad on NMR omaga sarnased kuid selles ei joondata prootonite spinne magnetväljaga samasuunaliseks enne raadiosageduse mõõtmist vaid kasutatakse ioone, mille spinnid joondatakse magnetväljast vähem energiat nõudva raadiosagedusega. Kord sekundis mõõtes võivad sellised sensorid eristada 10-20 pikoteslaseid muutuseid.

Tundlikuimad sensorid võivad tuvastada 1 femtoteslaseid muutusi ja mõõta aju magnetvälja. 

1988. avastati giant magnetoresistance (GMR), kus kahe püsimagnetilise materjali vahele pandakse umbes paari nanomeetri paksune paramagnetiline aine nagu näiteks vask. Kui püsimagnetite poolused saadakse samasuunaliseks, siis on seda läbiv elektritakistus ~3 korda madalam kui olukorras, kus püsimagnetid on vastassuunaliste poolustega.

Üks potentsiaalne kasutusala sellelaadsele nähtusele on RAM mäludes, mis võivad infot püsimagnetite kihtides püsivalt säilitada. 

 

  

GMR on kasutusel kõvaketaste andmete lugemisel (allika järgi "kõigis" tänapäevastes kõvaketastes). Üks magnetiline kiht on kindla suunaga kuid teine kiht võib kõvaketta pisikeste magnetpooluste mõjul orientatsiooni muuta.