2007年 ノーベル物理学賞
アルベール・フェール
(フランス・パリ南大学)
ペーター・グリュンベルク
(ドイツ・ユーリヒ固体物理研究所)
巨大磁気抵抗効果の発見
2氏は1988年、別々に独立して、強磁性薄膜と非強磁性薄膜を重ねた多層膜で、金属の 電気抵抗が大きくなる「巨大磁気抵抗効果(GMR)」を発見した。
この現象は、コンピューターで使われるハードディスク(HD)の小型化、大容量化に応用さ れ、家電並に普及するパソコンをはじめ、インターネットやIT技術の進化に、大きく貢献して いる。(CNN.co.jp)
ハードディスクの構造
関西外国語大学 短期大学部 上山清二氏のHPより
磁気ヘッド 磁気ディスク
アニメ http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/ (情報機器と情報社会のしくみ素材集)
磁気抵抗効果,巨大磁気抵抗効果
磁場をかけると電気抵抗が変化する現象
磁気抵抗効果
ローレンツ力
量子力学的効果(ゼーマン効果) 等によって誘起される
)
( E v B
e
F v v v
× +
=
巨大磁気抵抗効果
電気抵抗の変化が数10%程度 電気抵抗の変化は数%程度
強磁性体(例えばCo)と非磁性体(例えばCu)の薄膜を積層
Cu
~1nm Co
小さな磁場変化で大きな電気抵抗変化が生じる 磁気記憶装置の高密度化,小型化が可能
巨大磁気抵抗効果の定性的な説明
強磁性体層
(Co,Fe)
非磁性体層
(Cu,Cr)
強磁性層の磁化の向きは反平行.
この場合右向きスピンを持った電子が下の 強磁性層境界面に来た場合,大きな抵抗 を受ける.
抵抗大
強磁性層の磁化の向きが平行.
この場合右向きスピンを持った電子が 下の強磁性層境界面に来た場合,抵 抗が小さい.
磁化方向
磁場が無い場合 磁場がある場合
素過程は未解明の点が多い
電子 スピン 抵抗小
抵抗小
抵抗小 界面散乱