一、gmr效应的简介

2007年诺贝尔物理学奖分别授予来自德国于利希亥姆霍兹研究中心的彼得·格林贝格尔(peter gruenberg)和来自法国巴黎第十一大学的阿尔贝·费尔(albert fert)教授。这两位获奖者在上世纪80年代独立进行巨磁阻（gmr）研究，因相继发现巨磁阻效应而双双荣获本年度诺贝尔物理学奖。外部磁场通过巨磁阻效应可使磁性材料薄层的电阻发生巨大变化。gmr效应的发现为结构紧凑的计算机硬盘的全新读取磁头的开发铺平了道路，可将个人计算机、便携式音乐播放器（mp3播放器）和摄像机的硬盘存储容量提高至数吉字节。

gmr效应是由几纳米厚的多层金属膜的磁场产生的电阻变化导致的。简单来说，该金属膜由具备固定的稳定磁化方向（参考方向）的参考层和磁化方向由外部磁场决定（如指南针）的传感层构成。传感层和参考层通过仅为几个原子厚的铜层隔开，从而产生gmr效应。施加的磁场和传感器参考层之间的角度决定了金属膜的电阻变化。

二、gmr效应的发展状况

巨磁电阻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5个热点之一。1994年，美国的nve公司首先实现巨磁电阻（gmr）效应的产业化，并销售巨磁电阻磁场传感器。1998年，美国的ibm公司成功地把gmr效应应用在计算机硬盘驱动器上，研制出巨磁电阻（gmr）磁头。巨磁电阻（gmr）磁头的应用带动了计算机产业的迅速发展，打破了信息高速公路图像传递存储的瓶颈，存储密度已高达56gb/平方英寸。世界gmr磁头的市场总额每年400亿美元。更令人可喜的是，2001年美国的摩托罗拉公司宣布成功研制出gmr磁随机读取存储器，这种存储器将预示1000亿美元的市场容量。随着人们对gmr效应深入的研究和开发利用，一门以研究电子自旋作用为主同时开发相关特殊用途器件的新学科---自旋子学逐渐兴起起来。最近，美国自然科学基金会（nsf）提出：自旋子学科的发展及应用将预示着第四次工业革命的到来。通过香山科学会议，我国制定了gmr高技术研究开发计划，并把gmr效应的研究及应用开发列为我国将要重点发展的七个领域之一。但是由于技术、资金及设备等诸多因素，gmr的研究在国内还局限于实验室的水平。