巨磁阻效应.ppt

2007物理诺贝尔奖介绍巨磁阻效应（GiantMagnetoresistance）是一种量子力学和凝聚态物理学现象，磁阻效应的一种，可以在磁性材料和非磁性材料相间的薄膜层（几个纳米厚）结构中观察到。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，电阻在很弱的外加磁场下具有很大的变化量。巨磁阻效应被成功地运用在硬盘生产上，具有重要的商业应用价值。“巨磁电阻”效应（GMR，GiantMagnetoresistance)是指磁性材料的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。在Grünberg最初的工作中他和他领导的小组只是研究了由铁、铬（Chromium）、铁三层材料组成的样品，实验结果显示电阻下降了1.5%。而Fert及其同事则研究了由铁和铬组成的多层材料样品，使得电阻下降了50%。
阿尔贝·费尔和彼得·格林贝格尔所发现的巨磁阻效应造就了计算机硬盘存储密度提高50倍的奇迹。单以读出磁头为例，1994年，IBM公司研制成功了巨磁阻效应的读出磁头，将磁盘记录密度提高了17倍。1995年，宣布制成每平方英寸3Gb硬盘面密度所用的读出头，创下了世界记录。硬盘的容量从4ＧB提升到了600ＧB或更高。通常说的硬盘也被称为磁盘，这是因为在硬盘中是利用磁介质来存储信息的。一般而言，在密封的硬盘内腔中有若干个磁盘片，磁盘片的每一面都被以转轴为轴心、以一定的磁密度为间隔划分成多个磁道，每个磁道又进而被划分为若干个扇区。磁盘片的每个磁盘面都相应有一个数据读出头。简单地说，当数据读出头“扫描”过磁盘面的各个区域时，各个区域中记录的不同磁信号就被转换成电信号，电信号的变化进而被表达为“0”和“1”，成为所有信息的原始“译码”。磁记录原理和记录方式磁记录原理硬磁盘存储器的结构磁记录与记录方式当硬盘体积不断变小，容量却不断变大时，势必要求磁盘上每一个被划分出来的独立区域越来越小，这些区域所记录的磁信号也就越来越弱。借助“巨磁电阻”效应，人们才得以制造出更加灵敏的数据读出头，使越来越弱的磁信号依然能够被清晰读出，并且转换成清晰的电流变化。1.美国国际商用机器公司1956年推出的第一个硬盘配备了50个直径约61厘米的铝合金盘片，由于磁头灵敏度不理想，存储容量十分有限，只能存储4．4兆数据。5.2001年，美国苹果公司推出第一代硬盘式音乐播放器，轰动全球。艾尔伯-费尔1938年3月7日出生于法国的卡尔卡松，已婚并有两个孩子。1962年，费尔在巴黎高等师范学院获数学和物理硕士学位。1970年，费尔从巴黎第十一大学获物理学博士学位。
艾尔伯-费尔目前为巴黎第十一大学物理学教授。费尔从1970年到1995年一直在巴黎第十一大学固体物理实验室工作。后任研究小组组长。1995年至今则担任国家科学研究中心-Thales集团联合物理小组科学主管。1988年，费尔发现巨磁电阻效应，同时他对自旋电子学作出过许多贡献。输入“巨磁电阻”篇名精确查找共221条你的计算机硬盘存储能力有多大，他们的贡献就有多大。2009年诺贝尔物理学奖获奖者主要成就博伊尔和史密斯1969年共同发明了CCD图像传感器。这个传感器好似数码照相机的电子眼，通过用电子捕获光线来替代以往的胶片成像，摄影技术由此得到彻底革新。此外，这一发明也推动了医学和天文学的发展，在疾病诊断、人体透视及显微外科等领域都有着广泛用途。在互联网中畅游、欣赏高清晰电视转播节目、与千里之外的友人通话，又或者躺在病床上接受胃镜检查，这些事情改变着人类的生活，这一切都要归功于英籍华裔科学家高锟发明的“光导纤维”，即“光纤”。被誉为“光纤之父”的高锟，用他的发明为人类连通了信息时代如今，利用多股光纤制作而成的光缆已经铺遍全球，成为互联网、全球通信网络等的基石；光纤在医学上也获得了广泛应用，诸如胃镜等内窥镜可以让医生看见患者体内的情况；光纤系统还在工业上获得大量应用，在各类生产制造和机械加工等方面大显身手。
高锟的发明不仅有效解决了信息长距离传输的问题，而且还极大地提高了效率并降低了成本。例如，同样一对线路，光纤的信息传输容量是金属线路的成千上万倍；制作光纤的原料是沙石中含有的石英，而金属线路则需要贵重得多的铜等金属。此外，光纤还具有重量轻、损耗低、保真度高、抗干扰能力强、工作性能可靠等诸多优点。人们很早就知道，光能够沿着容器中放出的曲线水流传输，也能够在弯曲的玻璃棒中前进。这并非是光直线传输的特性发生了改变，而是因为光的全反射作用，即在特定条件下，光在弯曲的水流或者玻璃棒的内表面中发生了多次全反射，看起来好像光在弯曲前进。2010年诺贝尔物理学奖获奖者主要成就们说，安德烈海姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫利用普通胶带成功地从石墨中剥离出石墨烯，这种材料仅有一个碳