磁阻效应的研究论文

结果分析与问题讨论

管惟炎主要从事低温物理与超导的研究，与他人合著有《超导电性》（一、二）、《超导研究75年》，发表学术论文70多篇。从事强磁场超导材料和超导磁体的研究，60年代以来在中国首先倡导并进行强磁场超导材料与超导磁体的研制，与国内若干研究单位、高校、工厂合作，先后研制了几种具有国际水平的国产超导材料。又从事有关超导材料的基础研究，解决了第二类超导体临界场与临界电流的起源问题，发明了一种测量强场超导材料临界特性的新方法，验证了超导体的相变热力学关系式。研究发现了超导体在磁场中转变时的负磁阻效应，在SrTiO3和ZrO2衬底上分别达到5×106安/厘米2和106安/厘米2的电流密度，在单晶硅衬底上取得居国际先进水平的84KYBaCuO薄膜。 管惟炎是多次国际科研规划凝态物理计划的起草人并主持过该项计划的会议，是中国大百科全书凝态物理的主编，对推动我国高温超导研究及同步辐射加速器的建设有重要贡献。 主要从事高温超导研究。目前国内超导研究集中的单位如中科院物理研究所、中国科大、北大及冶金部门的团队均是当年经低温超导研究中培养出来的人员。发现了高温超导体中的离子尺寸效应（包括Tc，Tn，Pn，Rh等），薄膜中的反迈斯纳效应，磁滞回线中的鱼尾现象及超导电性与非磁性的共存现象等。其中离子尺寸效应受到国际学术界的关注，对高温超导的微观理论有重要启发。

巨磁阻现象是指样品的电阻在很弱的外加磁场下会具有很大的变化。法国的Albert Fert及德国的Peter Grünberg在1980年代分别独立利用铁铬多层膜技术来产生巨磁阻效应，分别产生了50%及10%的磁阻变化。到了1988年，由M. N. Baibich等人在铁铬多层膜系统中使这个系统的的电阻在2T的磁场下变为两倍，取得了重大突破。巨磁阻现象可以利用下面的模型来帮助了解。假设我们有两层磁性物质中间夹着一层非磁性物质。如果两层磁性物质的磁化方向相同，当通过一束电子自旋方向跟磁性物质相同平行的电流时，基本上电子可以容易的通过。但是如果两层磁性物质的磁化方向相反，自旋与跟第一层磁化方向平行的电子可以顺利通过第一层，却会被第二层相反磁性方向的磁性物质所散射，因此通过的电流便会减少，也就是电阻会上升。因此利用电流的升降，可以定义逻辑讯号的0与1，进而发展各式各样的磁记录系统。 MR读磁头的构造这个现象用来读取磁性记录装置特别有用，当记录数据所需的扇区随着技术的发达而越来越小而能够在单位面积下容纳更多的数据，相对的读写头也要随之缩小才能增加读取效率。但是缩小的扇区同时也表示磁场的讯号会减弱，这时便显出巨磁阻物质的重要性。因为巨磁阻物质可以将磁性方法记录的讯号，以不同的电流大小输出。尽管磁场很小，但是还是可以产生足够的电流变化。因此可以大幅提高数据储存的密度。