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GMR
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、鉄、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。
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。