سنسورهای مبتنی‌بر اثر هال یکی از پرکاربردترین و حیاتی‌ترین فناوری‌ها برای اندازه‌گیری میدان‌های مغناطیسی هستند و در صنایع مختلف به کار می‌روند. این سنسورها به‌ویژه در خودروها برای اندازه‌گیری سرعت چرخ‌ها و تعیین موقعیت میل‌لنگ و همچنین در دستگاه‌های متنوعی مانند قطب‌نماهای MEMS، سوئیچ‌ها و در دسته‌های بازی کاربرد دارند.
این سنسورها به‌جای استفاده از قطعات مکانیکی که به مرور زمان فرسوده می‌شوند و ممکن است باعث دریفت جوی‌استیک شوند، از فناوری بدون تماس برای اندازه‌گیری حرکت‌ها استفاده می‌کنند. این ویژگی باعث می‌شود که تجربه‌ی بازی دقیق‌تر و پایدارتر شود. سنسورهای اثر هال در جوی‌استیک‌ها، دکمه‌های کنترل و حتی در پدال‌های کنترلی برای افزایش دقت و کاهش احتمال خطا در حرکت‌ها استفاده می‌شوند.
حسگرهای اثر هال به‌عنوان یکی از پیشرفته‌ترین روش‌ها برای شناسایی میدان‌های مغناطیسی شناخته می‌شوند. این حسگرها به‌طور خاص توانایی تبدیل تغییرات میدان مغناطیسی به سیگنال‌های الکتریکی را دارند و می‌توانند به‌طور دقیق شدت و حضور میدان مغناطیسی را اندازه‌گیری کنند.
اثر هال با استفاده از میدان مغناطیسی، دقت و عملکرد سیستم‌ها را بهبود می‌بخشد
باتوجه‌به مشکلاتی مانند حساسیت به تغییرات محیطی و هزینه‌های بالای تولید که در استفاده از حسگرهای اثر هال وجود دارند، فناوری‌های جدیدتری به میدان آمده‌اند که می‌توانند جایگزین بهتری برای این حسگرها باشند. یکی از فناوری‌های مذکور مقاومت مغناطیسی تونلی محسوب می‌شود که درحال‌حاضر توجه زیادی را جلب کرده است.
همان‌طور که اشاره کردیم، این فناوری با استفاده از اصول فیزیک کوانتوم و مغناطیس می‌تواند دقت بالاتر و عملکرد بهتری را در مقایسه با حسگرهای اثر هال، از خود نشان دهد. TMR نه‌تنها در محیط‌های با دماهای مختلف و شرایط سخت عملکرد بهتری دارد، بلکه با مصرف انرژی پایین‌تر و حساسیت بیشتر، می‌تواند آینده‌ی دسته‌های بازی و دستگاه‌های الکترونیکی را دگرگون کند.
مقاومت مغناطیسی تونلی (TMR) چیست؟
اصطلاح «مقاومت مغناطیسی تونلی» پیچیده و تخصصی به‌نظر می‌رسد، اما اصول پشت این فناوری بسیار ساده و جذاب است. این پدیده به‌طور مستقیم بر پایه‌ی تونل‌زنی کوانتومی بنا شده است و درواقع نمونه‌ای عملی از تونل‌زنی کوانتومی به‌شمار می‌رود.
تونل‌زنی کوانتومی
سرعت سریع‌ترین توپ بیسبال پرتاب‌شده به بیش از ۱۷۰ کیلومتربرساعت می‌رسد؛ اما حتی همین توپ بیسبالِ فوق‌العاده‌سریع هم نمی‌تواند از یک دیوار آجری عبور کند. این کار غیرممکن است، مگر آنکه در حال بازی با یک توپ بیسبال کوانتومی باشیم.
توپ بیسبالِ داستان ما، دو راه برای عبور از دیوار دارد:
- دیوار را دور بزند.
- دیوار را خراب کند.
توپ بیسبال ممکن است انرژی کافی برای عبور از تکه‌ای کاغذ را داشته باشد، اما حتی سریع‌ترین توپ هم پس از برخورد به دیوار، برمی‌گردد؛ اما ذرات کوانتومی، قصه‌ی متفاوتی دارند. گاهی اوقات، این ذرات در حال عبور از موانعی دیده می‌شوند که به‌نظر نمی‌رسد انرژی کافی برای عبور از آن‌ها را داشته باشند.
source