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1、第30卷第1期世界科技研究与发展Vo.l30No.12008年2月84-88页WORLDSCITECHR&DFeb.2008pp.84-88*巨磁电阻效应及其研究进展1**2卢森锴陈远英(1.河池学院物理与电子工程系,广西546300;2.北京大学物理学院,北京100871)摘要:介绍2007年诺贝尔物理学奖得主,法国科学家阿尔贝!费尔和德国科学家彼得!格林贝格尔,他们在1988年前后各自独立发现的巨磁电阻效应;阐述它的基本原理及其当今研究的新进展与应用前景。关键词:诺贝尔奖;物理;巨磁电阻效应;
2、信息技术中图分类号:O48254文献标识码:A*GiantMagnetoresistanceEffectandItsCurrentStateofResearchandDevelopmentLUSenkai1**CHENYuanying2(1.ThePhysicsandElectronicEngineeringDepartmentofHechiCollege,Guangxi546300;2.SchoolofPhysicsPekingUniversity,Beijing100871)Abstra
3、ct:AnintroductiontothetheoryandcurrentresearchandapplicationstateofGiantMagnetoresistance(GMR),whichindependentlydiscoveredbyFrenchscientistAlbertFertandGermanScientistPeterGrnberg.BothofthemwereawardedtheNobelPrizeinPhysics2007duetotheiroutstandingachiev
4、ement.Keywords:NobelPrize;physics;GMR;informationtechnology8月发现了电磁感应现象,随后才总结出了著名的电磁感应1引言定律,揭示了电与磁之间的联系。据说,法拉第在当众讲演瑞典皇家科学院2007年10月9日宣布,将2007年度诺自己的发现时,听众中有官员质疑这些发现的用处。法拉第贝尔物理学奖授予法国国家科学研究中心的阿尔贝!费尔回答道:我还不知道它们有什么用,但是我确信将来你可以(AlbertFert)和德国于利希研究中心的彼得!格林贝格尔因为它而
5、收税。可见,法拉第当时已意识到人类掌握电与磁(PeterGrnberg),以表彰他们在19年前各自独立发现了巨之间的联系这一重要性与未来的应用前景。磁电阻效应,为现代信息技术,特别是为人们今天能使用小人们在认识电磁效应的基础上,又发现由磁场直接引起型化、大容量的硬盘以及在各种磁性传感器和电子学新领域磁性材料的电阻发生变化的效应,即称正常磁电阻(Ordinary[1]的发展与应用中所作出的奠基性贡献。本文主要叙述巨Magnetoresistance,缩写为OMR)效应。这种效应普遍存在于磁电阻效应的发现,阐
6、述其基本原理,介绍其当今研究的新所有磁性和非磁性材料中。与技术磁化相联系的另一种磁进展和应用的前景。电阻效应是发现在150年前的1857年,英国科学家开尔文(WThomson)通过实验发现了铁磁材料在磁场中电阻改变2何谓巨磁电阻效应[3]的磁电阻效应。他把铁和镍放在磁场中,发现这些磁性材2.1磁电阻效应料在磁场作用下,沿着磁场方向测得的电阻增加,称为正磁先简单说说电流的磁效应。在人类长期的生产实践中,电阻效应;垂直于磁场方向测得的电阻减小,呈负磁电阻效磁的利用源远流长,我国对古代世界文明的四大贡献之一的
7、应;电阻增加或减小的幅度约在1~2%之间。由于磁电阻效指南针便是磁的一种重要应用。人们很早就以大量科学观应的大小与磁化强度的取向有关,所以称为各向异性磁电阻[2]测和实验来寻找电与磁之间的联系。其中,众所周知的丹(AnisotropicMagnetoresistance缩写为AMR)效应。由于电阻麦哥本哈根大学的物理学教授奥斯特(HCOersted)经过进的变化不大和当时技术条件的限制,这一效应未引起太多的行60余次实验后,终于1820年4月成功地向观众演示了电关注。到了1883年,人们才从实验中发现,引起
8、半导体材料流的磁效应实验。并于当年7月21日在哥本哈根出版的拉产生磁电阻效应的原因是半导体中的电子或空穴,在磁场的丁文刊物上发表了4页篇幅∀电流对磁针的作用的实验#一作用下发生偏转,使得沿外电场方向运动的电子密度变小,文,很快就轰动了整个欧洲,引起了如法国物理学家安培(A电子运动的轨迹变长而导致材料电阻增加。人们进一步考MAmpre)、毕奥(Biot)等人的兴趣,他们立即投入到大量的虑到,由于磁场的存在,电子受
