巨磁电阻效应：磁场下的电阻开关
巨磁电阻效应是一种神奇的现象，它使我们可以根据磁场的变化来控制电阻。这种效应应用广泛，从计算机硬盘到先进传感器，无处不在。
巨磁电阻效应是什么？
巨磁电阻效应（GMR）是一种当磁场存在时电阻发生巨大变化的现象。这种效应发生在由磁性材料和非磁性材料组成的多层薄膜中。当磁场不存在时，这些材料的磁矩是混乱的，电阻很高。然而，当施加磁场时，这些磁矩会排列成一个方向，导致电阻显著降低。
巨磁电阻效应的发现
GMR效应是在 1988 年由德国科学家彼得·格林伯格和阿尔贝·费尔发现的。他们发现，由镍铁合金和铜层组成的薄膜在施加磁场后，其电阻会降低高达 50%。这一发现对自旋电子学领域产生了革命性影响。
巨磁电阻效应的应用
GMR效应已广泛应用于各种技术领域：
巨磁电阻效应是如何工作的？
GMR效应的原理基于自旋依赖性散射。当电子通过多层薄膜时，它们的自旋可以与薄膜的磁矩相互作用。当磁矩排列成一个方向时，自旋与薄膜匹配的电子会更容易通过，导致电阻降低。相反，当磁矩混乱时，自旋与薄膜不匹配的电子会经历更多的散射，导致电阻增加。
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