Từ trở (magnetoresistance - MR) là một đại lượng cú liờn quan đến sự thay đổi của điện trở suất hay độ dẫn điện của vật liệu khi chịu tỏc dụng của từ trường ngoài, và được xỏc định bằng tỉ số 84: H .100 0 H H MR %
trong đú (H) và (0) lần lượt là điện
trở suất của vật liệu khi cú từ trường và khi khụng cú từ trường. Thụng thường người ta đo điện trở của mẫu khi cú và khụng cú từ trường mà khụng đo điện trở suất vỡ cú khả năng xảy ra hiệu ứng từ giảo làm biến đổi hỡnh dạng của mẫu dưới sự tỏc dụng của từ trường. Từ trở của cỏc vật liệu từ cú thể đo được bằng phương phỏp phổ biến nhất là phương
phỏp bốn mũi dũ. Giỏ trị MR cú thể dương hay õm. Cỏc kim loại sạch khụng từ tớnh và cỏc hợp kim thể hiện hiệu ứng từ trở dương và phụ thuộc bậc hai vào từ trường (H). Ngược lại, MR cú thể õm khi đặt một vật liệu từ vào trong từ trường bởi vỡ sự sắp xếp bất trật tự của cỏc spin khi đú sẽ bị phỏ vỡ và cỏc spin trở nờn đồng nhất.
Hiệu ứng từ trở khổng lồ (giant magnetoresistance - GMR) là kết quả của quỏ trỡnh giảm mạnh điện trở do sự tỏn xạ electron khi cỏc spin sắp xếp khụng phải là sắt từ trong từ trường khụng (zero field). Cỏc nghiờn cứu cho thấy vật liệu perovskite loại manganite thể hiện rất rừ hiệu ứng từ trở khổng lồ 97. Một đặc điểm khỏ quan trọng của hiệu ứng từ trở đối với cỏc vật liệu manganite là nhiệt độ ứng với cực đại đường cong điện trở phụ thuộc nhiệt độ (Tmax) hầu như trựng với nhiệt độ chuyển pha TC. Nhiệt độ Tmax chớnh là nhiệt độ mà tớnh dẫn điện của vật liệu chuyển từ dẫn kim loại (R T 0) sang tớnh dẫn bỏn dẫn (R T 0) và thường được gọi là nhiệt độ chuyển pha kim loại - điện mụi.
Theo 97, điện trở của vật liệu phụ thuộc vào từ độ theo cụng thức:
)CM CM 1 ( ) M ( 0 2
với 0 là điện trở suất của vật liệu khi từ độ M = 0, C là hằng số. 1.17 1.19 1.21 1.23 1.24 -10 -5 0 5 10 R (Ohm) H (kOe) dR/R (%) 5.52 3.50 2.00 0.20 Hỡnh 1.14: Sự phụ thuộc MR(H)
Từ cụng thức trờn ta cú thể thấy điện trở suất của vật liệu phụ thuộc bậc hai vào từ độ, cú cực đại khi M = 0 và giảm dần khi M 0.
Về cơ bản, hiệu ứng từ trở cú thể được giải thớch theo cơ chế tương tỏc trao đổi kộp DE. Chớnh vỡ vậy mà bỏn kớnh ion trung bỡnh tại vị trớ A và nồng độ pha tạp cú vai trũ quyết định đến độ lớn của MR. Theo cơ chế DE, trong pha thuận từ, cỏc điện tử dẫn sẽ bị tỏn xạ mạnh bởi sự bất trật tự của cỏc spin định xứ do vậy vật liệu cú điện trở lớn và mang tớnh điện mụi. Trong pha sắt từ trật tự, sự sắp xếp song song của cỏc spin ion định xứ sẽ giỳp cỏc hạt tải chuyển động gần như tự do qua cỏc nỳt mạng tinh thể và do vậy độ dẫn của vật liệu mang tớnh kim loại. Khi cú mặt từ trường ngoài, cỏc spin sắp xếp sắt từ một cỏch trật tự hơn nữa và điện trở vật liệu sẽ giảm (từ trở õm). Giản đồ trờn hỡnh 1.14 cho ta thấy hiệu ứng từ trở õm đối với mẫu perovskite La0.7Pb0.3MnO3 54. Cơ chế này cũn tiờn đoỏn một đỉnh cực đại của điện trở tại TC. Tuy nhiờn cỏc số liệu thực nghiệm cũng như cỏc tớnh toỏn lý thuyết lại cho rằng mụ hỡnh DE là khụng đủ để giải thớch cỏc tớnh chất dẫn của cỏc manganite. Cỏc số liệu thực nghiệm cho thấy trong pha thuận từ vẫn cũn tồn tại hiệu ứng từ trở õm. Để giải thớch cơ chế này, hiệu ứng liờn kết mạnh điện tử - mạng liờn quan đến cỏc mộo mạng JT đó được đưa vào để giải thớch tớnh chất dẫn của vật liệu perovskite 68.