物質(zhì)在一定磁場(chǎng)下電阻改變的現(xiàn)象，稱為“磁阻效應(yīng)”，磁性金屬和合金材料一般都有這種磁電阻現(xiàn)象，通常情況下，物質(zhì)的電阻率在磁場(chǎng)中僅產(chǎn)生輕微的減??；在某種條件下，電阻率減小的幅度相當(dāng)大，比通常磁性金屬與合金材料的磁電阻值約高10余倍，稱為巨磁阻效應(yīng)；而在很強(qiáng)的磁場(chǎng)中某些絕緣體會(huì)突然變?yōu)閷?dǎo)體，稱為超巨磁阻效應(yīng)。

左面和右面的材料結(jié)構(gòu)相同，兩側(cè)是磁性材料薄膜層（藍(lán)色），中間是非磁性材料薄膜層（橘色）。左面的結(jié)構(gòu)中，兩層磁性材料的磁化方向相同。當(dāng)一束自旋方向與磁性材料磁化方向都相同的電子通過(guò)時(shí)，電子較容易通過(guò)兩層磁性材料，都呈現(xiàn)小電阻。當(dāng)一束自旋方向與磁性材料磁化方向都相反的電子通過(guò)時(shí)，電子較難通過(guò)兩層磁性材料，都呈現(xiàn)大電阻。這是因?yàn)殡娮拥淖孕较蚺c材料的磁化方向相反，產(chǎn)生散射，通過(guò)的電子數(shù)減少，從而使得電流減小。

右面的結(jié)構(gòu)中，兩層磁性材料的磁化方向相反。當(dāng)一束自旋方向與第一層磁性材料磁化方向相同的電子通過(guò)時(shí)，電子較容易通過(guò)，呈現(xiàn)小電阻；但較難通過(guò)第二層磁化方向與電子自旋方向相反的磁性材料，呈現(xiàn)大電阻。當(dāng)一束自旋方向與第一層磁性材料磁化方向相反的電子通過(guò)時(shí)，電子較難通過(guò)，呈現(xiàn)大電阻；但較容易通過(guò)第二層磁化方向與電子自旋方向相同的磁性材料，呈現(xiàn)小電阻。　

巨磁電阻結(jié)構(gòu)組成特點(diǎn)。巨磁電阻效應(yīng)來(lái)自于載流電子的不同自旋狀態(tài)與磁場(chǎng)的作用不同，因而導(dǎo)致電阻值的變化。多層GMR 結(jié)構(gòu)中，無(wú)外磁場(chǎng)時(shí)，上下兩層鐵磁膜的磁矩是反平行耦合的。在足夠強(qiáng)的外磁場(chǎng)作用下，鐵磁膜的磁矩方向都與外磁場(chǎng)方向一致，外磁場(chǎng)使兩層鐵磁膜從反平行耦合變成了平行耦合。

磁敏材料能通過(guò)磁阻效應(yīng)將磁信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。磁阻效應(yīng)包括材料的電阻率隨磁場(chǎng)而變化和元件電阻值隨磁場(chǎng)而變化兩種現(xiàn)象。前者稱磁電阻率效應(yīng)或物理磁阻效應(yīng)，后者稱為磁電阻效應(yīng)或幾何磁阻效應(yīng)。磁敏電阻材料主要是電子遷移率大的半導(dǎo)體材料，還有鐵鎳鈷合金。常用的半導(dǎo)體有InSb（或InSb-NiSb共晶材料）、砷化銦（InAs）和砷化鎵（GaAs）等材料，一般用N型。高純度InSb和InAs的電子遷移率分別為5.6～6.5m/（V?s）和2.0～2.5m/（V?s）。InSb的禁帶寬度小，受溫度影響大。GaAs的禁帶寬度大，電子遷移率也相當(dāng)大［0.8m/（V?s）］，受溫度影響小，且靈敏度也高。鎳鈷合金和鎳鐵合金的電阻溫度系數(shù)小，性能穩(wěn)定，靈敏度高，且具有方向性，可制作強(qiáng)磁性磁阻器件，用于磁阻的檢測(cè)等方面。

用半導(dǎo)體材料制作的磁敏電阻器、無(wú)觸點(diǎn)電位器、模擬運(yùn)算器和磁傳感器等應(yīng)用于測(cè)量、計(jì)算機(jī)、無(wú)線電和自動(dòng)控制等方面。半導(dǎo)體InSb-NiSb磁敏電阻器用于磁場(chǎng)、電流、位移和功率測(cè)量及模擬運(yùn)算器等方面，其阻值為10Ω～1kΩ，相對(duì)靈敏度6～18（B=1T），溫度系數(shù)-2.9%～0.09%（1/℃）（B=1T），極限工作頻率1～10MHz。在測(cè)量小于0.01T的弱磁場(chǎng)時(shí)，必須附加以偏置磁場(chǎng)才能進(jìn)行。

Ni-Co薄膜磁敏電阻器主要用于探測(cè)磁場(chǎng)方向、磁帶位置檢測(cè)、測(cè)量和控制轉(zhuǎn)速或速度以及無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)等方面。阻值有1、10、250kΩ，相對(duì)靈敏度2%以上（3&TImes;10T下），溫度系數(shù)3000±500&TImes;10（1/℃），感應(yīng)磁場(chǎng)3&TImes;10T以上，工作溫度-55～150℃。在檢測(cè)磁場(chǎng)反轉(zhuǎn)或可逆磁場(chǎng)以下的磁信號(hào)時(shí)，也應(yīng)采用偏置磁場(chǎng)。

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