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巨磁电阻结构组成特色_巨磁电阻的使用

本站为您提供的巨磁电阻结构组成特点_巨磁电阻的应用,本文首先介绍了巨磁电阻的概念,其次介绍了巨磁电阻现象与巨磁电阻结构组成特点,最后介绍了巨磁电阻的应用领域。

  什么是巨磁电阻

  巨磁阻效应(Giant Magnetoresistance,缩写:GMR)是一种量子力学和凝集体物理学现象,磁阻效应的一种,能够在磁性资料和非磁性资料相间的薄膜层(几个纳米厚)结构中观察到。2007年诺贝尔物理学奖被颁发发现巨磁阻效应(GMR)的彼得·格林贝格和艾尔伯·费尔。巨磁电阻便是电阻值对磁场改动巨灵敏的一种电阻资料。

  巨磁电阻现象

  物质在必定磁场下电阻改动的现象,称为“磁阻效应”,磁性金属和合金资料一般都有这种磁电阻现象,一般情况下,物质的电阻率在磁场中仅发生细微的减小;在某种条件下,电阻率减小的起伏相当大,比一般磁性金属与合金资料的磁电阻值约高10余倍,称为“巨磁阻效应”(GMR);而在很强的磁场中某些绝缘领会忽然变为导体,称为“超巨磁阻效应”(CMR)。

  如右图所示,左边和右面的资料结构相同,两边是磁性资料薄膜层(蓝色),中心对错磁性资料薄膜层(橘色)。

  左边的结构中,两层磁性资料的磁化方向相同。

  当一束自旋方向与磁性资料磁化方向都相同的电子经过期,电子较简单经过两层磁性资料,都出现小电阻。

  当一束自旋方向与磁性资料磁化方向都相反的电子经过期,电子较难经过两层磁性资料,都出现大电阻。这是由于电子的自旋方向与资料的磁化方向相反,发生散射,经过的电子数削减,然后使得电流减小。

  右面的结构中,两层磁性资料的磁化方向相反。

  当一束自旋方向与第一层磁性资料磁化方向相同的电子经过期,电子较简单经过,出现小电阻;但较难经过第二层磁化方向与电子自旋方向相反的磁性资料,出现大电阻。

  当一束自旋方向与第一层磁性资料磁化方向相反的电子经过期,电子较难经过,出现大电阻;但较简单经过第二层磁化方向与电子自旋方向相同的磁性资料,出现小电阻。 

巨磁电阻结构组成特色_巨磁电阻的使用

  巨磁电阻结构组成特色

  1、巨磁电阻效应来自于载流电子的不同自旋状况与磁场的效果不同,因此导致电阻值的改动。

  2、如图所示,多层GMR 结构中,无外磁场时,上下两层铁磁膜的磁矩是反平行耦合的。在满足强的外磁场效果下,铁磁膜的磁矩方向都与外磁场方向共同,外磁场使两层铁磁膜从反平行耦合变成了平行耦合。

巨磁电阻结构组成特色

  巨磁电阻的使用

  巨磁阻效应在高密度读出磁头、磁存储元件上有着广泛的使用。跟着技能的开展,当存储数据的磁区越来越小,存储数据密度越来越大,这对读写磁头提出更高的要求。巨磁阻物质中电流的增大与减小,能够界说为逻辑信号的0与1,然后完成对磁性存储设备的读取。巨磁阻物质能够将用磁性办法存储的数据,以不同巨细的电流输出,而且即便磁场很小,也能输出满足的电流改动,以便辨认数据,然后大起伏提高了数据存储的密度。

  巨磁阻效应被成功地运用在硬盘生产上。1994年,IBM公司研制成功了巨磁电阻效应的读出磁头,将磁盘记载密度提高了17倍,然后使得磁盘在与光盘的竞赛中从头回到领先地位。现在,巨磁阻技能已经成为简直一切计算机、数码相机和MP3播放器等的规范技能。

  使用巨磁电阻物质在不同的磁化状况下具有不同电阻值的特色,还能够制成磁性随机存储器(MRAM),其长处是在不通电的情况下能够持续保存存储的数据。

  除此之外,巨磁阻效应还使用于弱小磁场探测器。

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