宋霄森

摘要：2007年10月9日，瑞典皇家科学院宣布，将2007年度诺贝尔物理学奖颁发给法国科学家艾尔伯·费尔和德国科学家皮特·克鲁伯格，以表彰他们在十九年前各自独立发现了巨磁电阻效应。巨磁电阻（GMR）效应自发现以来即引起各国企业界及学术界的高度重视，GMR效应已成为当前凝聚态物理研究的热点之一。本文粗略的介绍了巨磁电阻效应的原理及应用。

关键词：巨磁阻 自旋 磁性材料

一、巨磁电阻效应的发现

巨磁阻效应，是指在磁性材料与非磁性材料相间的多层膜中，电阻率在有外磁场作用时较之无外磁场作用时存在巨大变化的现象。早在1988年，费尔和格林贝格尔就各自独立发现了这一特殊现象：非常弱小的磁性变化就能导致磁性材料发生非常显著的电阻变化。那时，法国的费尔在铁、铬相间的多层膜电阻中发现，微弱的磁场变化可以导致电阻大小的急剧变化，其变化的幅度比通常高十几倍，他把这种效应命名为巨磁阻效（GiantMagneto-Resistive，GMR）。有趣的是，就在此前3个月，德国优利希研究中心格林贝格尔教授领导的研究小组在具有层间反平行磁化的铁/铬/铁三层膜结构中也发现了完全同样的现象。GMR发现后，人们迅速开发出一系列微型化，灵敏度高的电磁新器件，并得到了广泛的应用。其中最突出的是在美国IBM实验室工作的的英国人斯图尔特的工作。她领导的研究小组在费尔和格林贝尔发现的基础上，继续尝试用通常的磁性材料进行……