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简介

  磁性金属和合金一般都有磁电阻现象,所谓磁电阻是指在一定磁场下电阻改变的现象,人们把这种现象称为磁电阻。所谓巨磁阻就是指在一定的磁场下电阻急剧减小,一般减小的幅度比通常磁性金属与合金材料的磁电阻数值约高10余倍。

发现

  1988年法国巴黎大学的肯特教授研究小组首先在Fe/Cr多层膜中发现了巨磁电阻效应,在国际上引起了很大的反响。20世纪90年代,人们在Fe/Cu,Fe/Al,Fe/Al,Fe/Au,Co/Cu,Co/Ag和Co/Au等纳米结构的多层膜中观察到了显著的巨磁阻效应,由于巨磁阻多层膜在高密度读出磁头、磁存储元件上有广泛的应用前景,美国、日本和西欧都对发展巨磁电阻材料及其在高技术上的应用投入很大的力量。

  1994年,IBM公司研制成巨磁电阻效应的读出磁头,将磁盘记录密度一下子提高了17倍,达5Gbit/in2,最近达到11Gbit/in2,从而在与光盘竞争中磁盘重新处于领先地位。由于巨磁电阻效应大,易使器件小型化,廉价化,除读出磁头外同样可应用于测量位移,角度等传感器中,可广泛地应用于数控机床,汽车测速,非接触开关,旋转编码器中,与光电等传感器相比,它具有功耗小,可靠性高,体积小,能工作于恶劣的工作条件等优点。利用巨磁电阻效应在不同的磁化状态具有不同电阻值的特点,可以制成随机存储器(MRAM),其优点是在无电源的情况下可继续保留信息。

应用

  巨磁电阻效应在高技术领域应用的另一个重要方面是微弱磁场探测器。随着纳米电子学的飞速发展,电子元件的微型化和高度集成化要求测量系统也要微型化。在21世纪,超导量子相干器件、超微霍耳探测器和超微磁场探测器将成为纳米电子学中的主要角色。其中以巨磁电阻效应为基础设计超微磁场传感器,要求能探测10-2T至10-6T的磁通密度。如此低的磁通密度在过去是无法测量的,特别是在超微系统测量如此微弱的磁通密度十分困难,纳米结构的巨磁电阻器件可以完成这个任务。

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