Uma matriz de ímã Halbach é um arranjo especial de ímãs permanentes que torna o campo magnético de um lado da matriz mais forte, enquanto cancela o campo para quase zero do outro lado. Isso é muito diferente do campo magnético em torno de um único ímã. Com um único ímã, você tem um campo magnético de força igual em ambos os lados do ímã.

O efeito foi descoberto inicialmente por John C. Mallinson em 1973, e essas estruturas de "fluxo unilateral" foram inicialmente descritas por ele como uma curiosidade. Na década de 1980, o físico Klaus Halbach inventou independentemente o arranjo Halbach para focalizar feixes de partículas, elétrons e lasers.

As matrizes de ímã Halbach comuns são lineares e cilíndricas. As estruturas de matriz linear são usadas principalmente em motores lineares, como trem maglev; A estrutura de matriz cilíndrica é usada principalmente em motores de ímã permanente, como o motor da bomba de fluxo sanguíneo no sistema de propulsão do sangue cardíaco. O campo magnético de foco da estrutura de matriz cilíndrica também é adequado para tubos de ondas viajantes para satélites de comunicação, magnetrons de microondas de radar, etc.