يشير المغناطيس أحادي الجانب إلى جانب ذو مغناطيسية أقوى نسبيًا والجانب الآخر ذو مغناطيسية ضعيفة نسبيًا، والجانب ذو المغناطيسية الأضعف مصنوع من بعض المواد الخاصة، مثل الصاج المجلفن بعد معالجة خاصة، وستكون مغناطيسيته على هذا الجانب يتم حظرها بواسطة صفائح الحديد المجلفنة، ثم تنعكس إلى الجانب الآخر، وهو الجانب ذو المغناطيسية الأقوى (الصفائح الحديدية المجلفنة هنا تعادل مرآة، وتعكس ضوء الشمس إلى الخلف)، بحيث تكون مغناطيسية الجانب الآخر أقوى.
لأن مغناطيس الثلاجة هو نوع خاص من هيكل المغناطيس يسمى مصفوفة هالباخ. من خلال ترتيب المغناطيسات بهذه الطريقة، كما هو موضح في الرسم البياني أدناه، يمكن أن يكون لديك مصفوفة قوية على أحد جانبي المجال المغناطيسي ومصفوفة صفر تقريبًا على الجانب الآخر.
بهذه الطريقة، على الرغم من أن المغناطيس المطاطي (المركب من مسحوق مغناطيسي من الفريت والمطاط الصناعي) المستخدم في مغناطيس الثلاجة ضعيف جدًا، إلا أنه يتكون من حوالي 2 إلى 3 بالمائة من NdFeB، لكن المغناطيسية الموجودة في الخلف، أي الجانب تعلق على الثلاجة، لا يزال من الممكن تعزيزها بشكل كبير.
تم اكتشاف هذا الهيكل لأول مرة في عام 1973 على يد العالم الأمريكي ماليانسون في تجربة تجميع هيكل المغناطيس الدائم، وأطلق عليه اسم "الفضول المغناطيسي"، ولكن من المؤسف أنه لم تتحقق الإمكانات التطبيقية لهذا الهيكل. لاحقًا، في عام 1979، اكتشف العالم الأمريكي كلاوس هالباخ بنية المغناطيس الدائم الخاصة عندما كان يدرس تسارع الإلكترون في مختبر لورانس بيركلي الوطني. ومن خلال تحسين الهيكل تدريجيًا، تم أخيرًا تشكيل ما يسمى بمغناطيس "هالباخ". بالإضافة إلى مغناطيس الثلاجة، تُستخدم مصفوفات هالباخ أيضًا في محركات التيار المستمر بدون فرش، ومسرعات الجسيمات، وأشعة الليزر الإلكترونية الحرة، ومسارات القطارات المعلقة.