巨磁阻,巨磁阻的分類,巨磁阻參數(shù)指標(biāo)等
巨磁阻的因其系統(tǒng)簡單卻又效應(yīng)明顯，1994，IBM成功地將巨磁阻效應(yīng)運(yùn)用在硬碟讀寫磁頭，將磁碟容量提高了近20倍，也成功地在硬碟市場上奪得領(lǐng)先的地位。巨磁阻效應(yīng)更開啟了自旋電子學(xué)的發(fā)展，磁性效應(yīng)和半導(dǎo)體的結(jié)合，使得現(xiàn)今的電子元件既小又快速�，F(xiàn)在，我們所使用的電腦不論硬碟或是RAM都和巨磁阻有關(guān)聯(lián)。而日常使用的數(shù)位相機(jī)、PDA也都有巨磁阻的影子。近年，科學(xué)家更構(gòu)想利用巨磁阻所衍生的自旋閥作為量子電腦中的元件。
費(fèi)爾和葛倫貝爾的成就獲得了國際的肯定，更在2007獲頒諾貝爾物理獎(jiǎng)以表彰他們在近代科技發(fā)展的貢獻(xiàn)，而這更凸顯了巨磁阻在近代科技發(fā)展中的地位。
巨磁阻的磁頭是由4層導(dǎo)電材料和磁性材料薄膜構(gòu)成的：一個(gè)傳感層、一個(gè)非導(dǎo)電中介層、一個(gè)磁性的栓層和一個(gè)交換層。
巨磁阻前3個(gè)層控制著磁頭的電阻。在栓層中，磁場強(qiáng)度是固定的，并且磁場方向被相臨的交換層所保持。而且自由層的磁場強(qiáng)度和方向則是隨著轉(zhuǎn)到磁頭下面的磁盤表面的微小磁化區(qū)所改變的，這種磁場強(qiáng)度和方向的變化導(dǎo)致明顯的磁頭電阻變化，在一個(gè)固定的信號(hào)電壓下面，就可以拾取供硬盤電路處理的信號(hào)。
巨磁阻磁頭GMR磁頭與MR磁頭一樣，是利用特殊材料的電阻值隨磁場變化的原理來讀取盤片上的數(shù)據(jù)，但是GMR磁頭使用了磁阻效應(yīng)更好的材料和多層薄膜結(jié)構(gòu)，比MR磁頭更為敏感，相同的磁場變化能引起更大的電阻值變化，從而可以實(shí)現(xiàn)更高的存儲(chǔ)密度，現(xiàn)有的MR磁頭能夠達(dá)到的盤片密度為3Gbit－5Gbit/in2（千兆位每平方英寸），而GMR磁頭可以達(dá)到10Gbit－40Gbit/in2以上。目前GMR磁頭已經(jīng)處于成熟推廣期，在今后它將會(huì)逐步取代MR磁頭，成為最流行的磁頭技術(shù)。
一、巨磁阻的效應(yīng)介紹
早在1988年，費(fèi)爾和格林貝格爾就各自獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了這一特殊現(xiàn)象：非常弱小的磁性變化就能導(dǎo)致磁性材料發(fā)生非常顯著的電阻變化。那時(shí)，法國的費(fèi)爾在鐵、鉻相間的多層膜電阻中發(fā)現(xiàn)，微弱的磁場變化可以導(dǎo)致電阻大小的急劇變化，其變化的幅度比通常高十幾倍，他把這種效應(yīng)命名為巨磁阻效應(yīng)（Giant Magneto-Resistive，GMR）。有趣的是，就在此前3個(gè)月，德國優(yōu)利希研究中心格林貝格爾教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組在具有層間反平行磁化的鐵/鉻/鐵三層膜結(jié)構(gòu)中也發(fā)現(xiàn)了完全同樣的現(xiàn)象。
