Anisotrope Magneto-Resistive Sensoren

Die Ursache für die Anisotropie des Widerstandes liegt in der Spin-Bahn-Wechselwirkung, die einen orbitalen Beitrag zum Spinmoment ergibt und die in einer nicht-kugelsymmetrischen Ladungsverteilung resultiert. Da die Asymmetrie mit der Richtung des Spins verbunden ist, bewirkt eine Drehung der Spinrichtung auch eine Drehung der nichtspährischen Ladungsverteilung. Die anisotrope Ladungsverteilung führt dann zu unterschiedlichen Streuquerschnitten für Magnetisierungen parallel oder senkrecht zur Stromrichtung. Für eine Stromrichtung parallel zu M ist der Widerstand höher, da der Streuquerschnitt der asymmetrischen Ladungsverteilung größer ist. Um sich klar zu machen, warum der Widerstand für J parallel zu M größer ist als bei J senkrecht zu M, betrachtet man die Spin-Bahn-Wechselwirkung etwas genauer.

Der Effekt eines Operators der Form L⁺S^- bzw. L^-S⁺  ist eine Erhöhung bzw. Erniedrigung der Spin-Quantenzahl bei gleichzeitiger Erniedrigung bzw. Erhöhung der Bahndrehimpuls-Quantenzahl entlang der Quantisierungsachse. Der deshalb als Spin-Flip-Operator bezeichnete Operator H_LS mischt somit die Spin-Up und die Spin-Down-Kanäle. Die Spin-Bahn-Wechselwirkung öffnet also neue Kanäle für eine s-d-Streuung, wodurch die Widerstandsanisotropie begründet wird.