巨大磁気抵抗

巨大磁気抵抗効果(GMR)は、鉄などの薄層に見られる非常に小さな磁気効果です。ハードディスクの情報読み出し・書き込みに利用されている。

GMR効果は、磁石を使って電気の流れを変化させると測定することができる。2007年のノーベル物理学賞は、GMRの発見者であるAlbert FertとPeter Grünbergに贈られた。

スピンバルブGMRZoom
スピンバルブGMR

Fertらの基礎的な成果。Zoom
Fertらの基礎的な成果。

ディスカバリー

GMRは、1988年にユーリッヒ研究センター(ドイツ)のピーター・グリュンベルク研究チームによって、、クロム、フェライトの層で発見された。Peter Grünbergはこの技術に関する特許を所有している。また、パリ南大学(フランス)のAlbert Ferts研究グループもフェライトとクロムを重ねることで発見した。Fert研究室が初めて大きな効果を確認したため、「Giant」と名づけられた。また、GMRの正しい物理を説明したのも、Fertグループが最初であった。この発見が、スピントロニクスという科学の始まりであった。グリュンベルクとファートは、この発見とスピントロニクスの研究で、2007年のノーベル物理学賞をはじめ、多くの賞を受賞している。

GMRの種類

多層膜GMR

多層膜GMRは、2層以上の磁性層を1nm程度の非常に薄い非磁性(絶縁)層で分離したものである。鉄の一種であるフェライトが磁性層で、クロムが絶縁層である。ある厚さになると、層間の磁気の強さを測定し、調整することが容易になる。また、層間の電流の強さは最大10%まで変化させることができる。

GMR効果は、10層以上のスタックで初めて観測された。

スピンバルブ GMR

スピンバルブGMRでは、2つの磁性層が薄い(~3 nm)非磁性(絶縁体)層で隔てられている。この層間の磁気の強さを測定・調整することが可能です。

電子を回転させる研究により、スピンバルブの改良が期待されています。

スピンバルブの素材は、銅とニッケル・鉄の合金です。

スピンバルブGMRは、ハードディスクに最も有用なソートであり、業界標準を満たすために慎重にテストされています。

粒状GMR

粒状GMRは、コバルトの粒を含む銅に見られる効果である。粒状GMRは、多層GMRと同じように強度をコントロールすることはできません。

GMRの活用

GMRは、最新のハードディスクドライブや磁気センサーに使われている。また、磁気抵抗ランダムアクセスメモリー(MRAM)にもGMR効果が利用されている。GMRは、スピントロニクスと呼ばれる新しい電子工学の科学を始めた。


関連ページ

質問と回答

Q: 巨大磁気抵抗(GMR)とは何ですか。
A: GMRとは、鉄などの薄い層に見られる小さな磁気効果のことで、ハードディスク・ドライブの情報の読み書きに使われています。

Q: GMR効果はどのように測定するのですか?


A: GMR効果は、磁石を使って電気の流れを変えることで測定できます。

Q: GMRの発見で2007年のノーベル物理学賞を受賞したのは誰ですか?


A: アルバート・フェルトとペーター・グリューンベルクが、GMRの発見により2007年のノーベル物理学賞を受賞しました。

Q: GMR効果の重要性は何ですか?


A: GMR効果はハードディスク・ドライブの機能に重要であり、情報の読み書きに利用されています。

Q: GMR効果はどのような物質から発見されるのですか?


A:GMR効果は、鉄などの薄い層に見られます。

Q: GMR効果は肉眼で見ることができますか?


A: GMR効果は非常に小さく、肉眼で見ることはできません。

Q:GMR発見の意義は何ですか?


A: GMRの発見は、ハードディスク・ドライブ技術に重要な実用的応用をもたらすものであり、ノーベル物理学賞を受賞するほどの意義があります。

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3