陈世杰，杨俊红

苏州科技大学，江苏 苏州 215009

0 引言

自20世纪90年代发现钙钛矿掺杂锰氧化物具有超巨磁电阻效应（CMR）以来，通过研究人员的不断探索，发现其具有广阔的发展前景,同时其所具有特殊的电子和自旋输运特性，可以促进传感器和存储领域的发展。

1 巨磁电阻效应和超巨磁电阻效应

1.1 巨磁电阻效应

1988年，巴黎第十一大学固体物理实验室的物理学家阿尔贝·费尔（Albert Fert）的研究小组发现当改变磁场强度时，铁、铬薄膜交替制成几十个周期的铁-铬超晶格的电阻可以下降约50%。阿尔贝·费尔用两电流模型解释这种物理现象，并将这种效应命名为巨磁电阻效应（GMR）。

GMR是在铁磁金属、非铁磁金属、铁磁金属的三层或多层纳米结构中发现的。这种结构物质的电阻值，与铁磁性材料薄膜层的磁化方向有关，两层磁性材料磁化方向相反情况下的电阻值，明显大于磁化方向相同时的电阻值，其电阻在很弱的外加磁场下，能够产生很大的变化。

巨磁阻是一种量子力学效应，产生于层状的磁性薄膜结构，这种结构由铁磁材料和非铁磁材料薄层交替叠合而成。当铁磁层的磁矩相互平行时，载流子与自旋有关的散射最小，材料的电阻最小；当铁磁层的磁矩为反平行时，与自旋有关的散射最强，材料的电阻最大。

1.2 超巨磁电阻效应

对于大多数金属来说，电阻的变化为正，但是对于某些状态下的铁磁体，其电阻变化为负。对于半导体，磁电阻效应更为显著。对于钙钛矿掺杂锰氧化物，其在一般条件下不是导体，而且具有反铁磁性。……