巨磁阻数据处理(巨磁阻效应数据处理)

2024-07-30

什么是巨磁阻效应

1、巨磁阻效应是指磁性材料的电阻率在有外磁场作用时较之无外磁场作用时存在巨大变化的现象。巨磁阻是一种量子力学效应,磁阻效应的一种,产生于层状的磁性薄膜结构,可以在磁性材料和非磁性材料相间的薄膜层结构中观察到,这种结构是由铁磁材料和非铁磁材料薄层交替叠合而成。

2、巨磁阻效应(Giant Magnetoresistance,缩写:GMR)是一种量子力学和凝聚体物理学现象,磁阻效应的一种,可以在磁性材料和非磁性材料相间的薄膜层(几个纳米厚)结构中观察到。

3、巨磁阻抗效应是指磁性材料的交流阻抗随着外加直流磁场的变化而发生显著变化的效应。磁性金属和合金一般都有磁电阻现象,所谓磁电阻是指在一定磁场下电阻改变的现象,人们把这种现象称为磁电阻。巨磁阻抗效应是指磁性材料的交流阻抗随着外加直流磁场的变化而发生显著变化的效应。

4、巨磁电阻效应是指对通电的金属或半导体施加磁场作用时会引起电阻值的变化。其全称是磁致电阻变化效应。巨磁阻是一种量子力学效应,它产生于层状的磁性薄膜结构。这种结构是由铁磁材料和非铁磁材料薄层交替叠合而成。当铁磁层的磁矩相互平行时,载流子与自旋有关的散射最小,材料有最小的电阻。

什么是巨磁电阻效应(GMR)?效应产生的条件、机理及应用

1、巨磁电阻效应是指材料的电阻率在有外磁场作用时较之无外磁场作用时存在显著变化的现象。一般将其定义为GMR=H/R,其中H为在磁场H作用下材料的电阻率,R为无外磁场作用下材料的电阻率 。

2、巨磁电阻(GMR)效应是指用时较之无外磁场作用时存在显著变化的现象,一般将其定义为gmr=其中(h)为在磁场h作用下材料的电阻率(0)指无外磁场作用下材料的电阻率。根据这一效应开发的小型大容量计算机硬盘已得到广泛应用。

3、巨磁阻效应是指当铁磁材料(Ferromagnetic)和非磁性金属(Non-Magnetic Metal)层交替组合成的材料在足够强的磁场中时电阻突然巨幅下降的现象。特别值得注意的是,如果相邻材料中的磁化方向平行的时候,电阻会变得很低;而当磁化方向相反的时候电阻则会变得很大。

4、你好,巨磁阻效应原理是强磁性材料在受到外加磁场作用时引起的电阻变化,称为磁电阻效应。不论磁场与电流方向平行还是垂直,都将产生磁电阻效应。前者(平行)称为纵磁场效应,后者(垂直)称为横磁场效应。

巨磁阻的磁头记录

磁阻磁头则基于磁阻效应,利用磁性材料的电阻变化读取数据。它采用多层膜结构,包含磁阻效应膜、偏磁膜等,通过信号放大器和硬盘最大相似性技术读取微弱的电信号,进而获取磁记录信息。巨磁阻磁头的出现,如IBM公司的贡献,利用电子的自旋特性,以自旋阀结构实现更高的灵敏度。

目前行业公认的下一代技术是“垂直磁记录”技术,即“记录位”的S/N两极的连线垂直于盘片,而在此之前的技术都属于“水平磁记录”技术。当硬盘向垂直磁记录技术转变时,巨磁阻磁头也将会同时更换为“隧道磁阻磁头”。

GMR(Giant Magneto Resistive,巨磁阻)磁头是一种创新的磁记录技术,它继承了TFI和AMR磁头的读写原理,但在磁性感知上有了显著提升。GMR磁头的独特构造由四层材料组成:首先是传感层,接着是非导电中介层,然后是磁性的栓层,最后是交换层。

硬盘体积不断变小,容量却不断变大时,势必要求磁盘上每一个被划分出来的独立区域越来越小,这些区域所记录的磁信号也就越来越弱。1997年,全球首个基于巨磁阻效应的读出磁头问世。正是借助了巨磁阻效应,人们才能够制造出如此灵敏的磁头,能够清晰读出较弱的磁信号,并且转换成清晰的电流变化。

年,IBM公司研制成巨磁电阻效应的读出磁头,将磁盘记录密度一下子提高了17倍,达5Gbit/in2,最近达到11Gbit/in2,从而在与光盘竞争中磁盘重新处于领先地位。

GMR磁头是由4层导电材料和磁性材料薄膜构成的:一个传感层、一个非导电中介层、一个磁性的栓层和一个交换层。GMR传感器的灵敏度比AMR磁头大3倍,所以能够提高盘片的密度和性能。硬盘的磁头数取决于硬盘中的碟片数,盘片正反两面都存储着数据,所以一个盘片对应两个磁头才能正常工作。

磁电阻和巨磁电阻如何应用于传统磁盘读出磁头

利用特殊材料的电阻值随磁场变化的原理来读取盘片上的数据。

计算机硬盘利用磁性介质存储信息,磁盘片由多个磁道和扇区组成。早期的硬盘磁头使用锰铁磁体制作,但其磁致电阻变化小,对磁场强度有要求,限制了硬盘容量。1997年,基于巨磁阻效应的读出磁头诞生,它极大地提高了磁头的灵敏度,能够清晰读取和转换微弱的磁信号,推动了硬盘行业的“大容量、小型化”革命。

GMR效应揭示了当磁性材料受到外磁场影响时,其电阻率会呈现出显著的差异。这一发现的关键应用在于推动了小型硬盘的革命。利用这一技术,硬盘的容量得以大幅增加,而体积却显著减小,这在硬盘的读取技术中起到了决定性作用。

年,IBM公司成功研发出基于巨磁电阻效应的读出磁头,这使得磁盘记录密度激增17倍,达到5Gbit/in2,最近甚至达到11Gbit/in2,重新巩固了磁盘在与光盘竞争中的领先地位。

探头电阻对磁场变化的敏感度越高,硬盘的存储密度和读取速度也就越强。巨磁电阻效应的发现与应用多见于钙钛矿型锰氧化物,如R1-xAxMnO3,其中A为二价碱土金属离子,R为三价稀土金属离子。这类化合物由于其潜在的应用价值和强关联效应,成为物理学研究的热点。

由于磁头是由多层不同材料薄膜构成的结构,因而只要在巨磁阻效应依然起作用的尺度范围内,未来将能够进一步缩小硬盘体积,提高硬盘容量。

巨磁电阻效应如何推动硬盘存储容量的大幅提升?

GMR效应揭示了当磁性材料受到外磁场影响时,其电阻率会呈现出显著的差异。这一发现的关键应用在于推动了小型硬盘的革命。利用这一技术,硬盘的容量得以大幅增加,而体积却显著减小,这在硬盘的读取技术中起到了决定性作用。

年,基于巨磁阻效应的读出磁头诞生,它极大地提高了磁头的灵敏度,能够清晰读取和转换微弱的磁信号,推动了硬盘行业的“大容量、小型化”革命。这一技术的进步使得硬盘存储容量成倍增长,而体积却不断减小,适应了信息技术发展的需求。

例如,阿尔卑斯电气公司推出的5英寸硬盘巨磁阻磁头,其记录密度达到了15Gbit/英寸,显著提高了磁盘容量。公司通过改良GMR磁头和引入TMR技术,计划于2003年实现100Gbit/英寸的磁头实用化,展现了巨磁阻技术的巨大潜力。

伴随着信息数字化的大潮,人们开始寻求不断缩小硬盘体积同时提高硬盘容量的技术。1988年,费尔和格林贝格尔各自独立发现了“巨磁电阻”效应,也就是说,非常弱小的磁性变化就能导致巨大电阻变化的特殊效应。

巨磁阻效应已被成功应用于硬盘制造,具有重大的商业价值。自从巨磁阻效应被发现以来,它一直被用于开发小体积、高灵敏度的数据读出头(Read Head),这些读出头被用于硬盘。这使得存储每个字节数据所需的磁性材料尺寸显著减小,从而大幅提升了磁盘的存储容量。

费尔和彼得·格林贝格尔所发现的巨磁阻效应造就了计算机硬盘存储密度提高50倍的奇迹。单以读出磁头为例,1994年,IBM公司研制成功了巨磁阻效应的读出磁头,将磁盘记录密度提高了17倍。1995年,宣布制成每平方英寸3Gb硬盘面密度所用的读出头,创下了世界记录。硬盘的容量从4GB提升到了600GB或更高。