Спиновые вентили на основе туннельного магнитного сопротивления регистрируют магнитные поля слабостью 1 наноТесла с чувствительностью выше биомагнетизма.

Туннельное магнитное сопротивление (TMR) было открыто в 1995 году и основано на квантовом туннелировании электронов через тонкий изолятор между двумя ферромагнитными слоями. Сопротивление устройства кардинально меняется в зависимости от взаимной ориентации магнитных моментов слоёв — когда векторы намагниченности параллельны, электроны легче преодолевают барьер, когда антипараллельны, сопротивление резко возрастает. Это явление возникает благодаря спин-зависимому туннелированию: электрон с определённой спиновой ориентацией может пройти через изолятор только если встречает благоприятную конфигурацию магнитных слоёв. Современные спиновые вентили, построенные на основе TMR, демонстрируют чувствительность менее одного наноТесла — примерно в миллион раз ниже магнитного поля Земли (около 50 мкТ). Эта чувствительность сравнима с магнитными полями биологических объектов: человеческий мозг генерирует поле в несколько пикоТесла, а сердце — в диапазоне наноТесла. Благодаря таким характеристикам спиновые вентили используются в медицинских датчиках для неинвазивной регистрации активности мозга и сердца без необходимости имплантации электродов. В промышленности спиновые вентили нашли своё применение в жёстких дисках компьютеров, где служат считывающими головками, регистрирующими направление намагниченности на магнитных дорожках. Это позволило резко увеличить плотность записи и объём памяти устройств.