磁阻磁阻 (TMR) 是發生在磁隧道結 (MTJ) 中的磁阻效應，磁隧道結是由兩個由薄絕緣體隔開的鐵磁體組成的組件。 如果絕緣層足夠薄（通常為幾納米），電子可以從一個鐵磁體隧穿到另一個鐵磁體中。 由于這個過程在經典物理學中是被禁止的，所以隧道磁阻是一種嚴格的量子力學現象。

磁性隧道結采用薄膜技術制造。 在工業規模上，薄膜沉積是通過磁控濺射沉積完成的； 在實驗室規模上，還使用了分子束外延、脈沖激光沉積和電子束物理氣相沉積。 結是通過光刻法制備的。

鐵磁薄膜的兩個磁化方向可以通過外部磁場單獨切換。 如果磁化處于平行方向，則與處于相反（反平行）方向相比，電子更有可能隧道穿過絕緣膜。 因此，這種結可以在兩種電阻狀態之間切換，一種具有低電阻，一種具有非常高的電阻。

該效應最初于 1975 年由 Michel Jullière（法國雷恩大學）在 4.2 K 的 Fe/Ge-O/Co 結中發現。電阻的相對變化約為 14%，并沒有引起太多關注。 1991 年，Terunobu Miyazaki（日本東北大學）發現室溫下的變化為 2.7%。 后來，在 1994 年，Miyazaki 在由非晶氧化鋁絕緣體分隔的鐵連接處發現了 18%，而 Jagadeesh Moodera 在與 CoFe 和 Co 電極的連接處發現了 11.8%。此時觀察到的氧化鋁絕緣體的最高影響約為 70% 在室溫下。

自 2000 年以來，一直在開發結晶氧化鎂 (MgO) 隧道勢壘。 2001年Butler和Mathon獨立作出理論預測，以鐵為鐵磁體，MgO為絕緣體，隧道磁阻可達百分之幾。 同年，Bowen 等人。 是xxx個報告顯示 MgO 基磁隧道結 [Fe/MgO/FeCo(001)] 中顯著 TMR 的實驗。 2004 年，Parkin 和 Yuasa 能夠制造出在室溫下達到 200% 以上 TMR 的 Fe/MgO/Fe 結。 2008 年，日本東北大學的 S. Ikeda、H. Ohno 小組在 CoFeB/MgO/CoFeB 的結中觀察到在室溫下高達 604% 的效果和在 4.2 K 下超過 1xxx 的效果。

現代硬盤驅動器的讀頭在磁隧道結的基礎上工作。 TMR，或者更具體地說是磁隧道結，也是新型非易失性存儲器 MRAM 的基礎。 xxx代技術依靠在每個位上創建交叉點磁場來寫入數據，盡管這種方法的縮放限制在 90-130 nm 左右。 目前有兩種正在開發的第二代技術：熱輔助切換 (TAS) 和自旋轉移力矩。

磁性隧道結也用于傳感應用。 如今，它們通常用于各種汽車、工業和消費應用中的位置傳感器和電流傳感器。 這些更高性能的傳感器由于其改進的性能正在許多應用中取代霍爾傳感器。

相對電阻變化——或效應幅度——定義為

其中 R a p {\displaystyle R_{\mathrm {ap} }} 是反平行狀態下的電阻，而 R p {\displaystyle R_{\mathrm {p} }} 是反平行狀態下的電阻 平行狀態。

Jullière 用鐵磁電極的自旋極化解釋了 TMR 效應。 自旋極化 P 由費米能量處的自旋相關態密度 (DOS) D {\displaystyle {\mathcal {D}}} 計算得出

自旋向上的電子是那些自旋方向平行于外部磁場的電子，而自旋向下的電子與外部磁場具有反平行排列。 相對電阻變化現在由兩個鐵磁體 P1 和 P2 的自旋極化給出

如果沒有電壓施加到結上，則電子以相同的速率在兩個方向上隧穿。 在偏置電壓 U 下，電子優先隧穿到正電極。