巨磁電阻（Giant Magneto-Resistance, GMR）是一種利用材料在外加磁場(chǎng)作用下電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象構(gòu)成的特殊電子元件。它在電阻值、工作頻率和其他性能方面都具有很高的靈敏度，被廣泛應(yīng)用于磁存儲(chǔ)器、磁傳感器等領(lǐng)域。

1.巨磁電阻是什么

巨磁電阻是指一類材料或元件，在外加磁場(chǎng)的作用下其電阻值會(huì)發(fā)生明顯變化的現(xiàn)象。該效應(yīng)常見(jiàn)于在兩個(gè)居里溫度不同的自旋極化層之間夾有薄介質(zhì)層的磁多層膜系統(tǒng)中。在這種結(jié)構(gòu)中，當(dāng)外加磁場(chǎng)作用于薄介質(zhì)層時(shí)，兩個(gè)自旋極化層的磁矩方向?qū)l(fā)生相互耦合而改變，從而導(dǎo)致整個(gè)多層膜的電阻發(fā)生變化。

2.巨磁電阻結(jié)構(gòu)組成特點(diǎn)

巨磁電阻元件通常采用磁多層膜的結(jié)構(gòu)，其基本組成為兩個(gè)磁性層（FM）之間夾有一個(gè)非磁性層（N）的結(jié)構(gòu)。磁性層通常以鐵磁金屬為主，如Fe、Co、Ni等，非磁性層則通常是具有高電子透過(guò)率和均勻厚度的貴金屬或氧化物。光學(xué)顯微鏡、電子顯微鏡和X射線衍射等手段能夠直接表征出巨磁電阻元件中多層膜的形貌、晶體結(jié)構(gòu)和磁性信息等。

3.巨磁電阻的應(yīng)用

巨磁電阻在磁存儲(chǔ)器和磁傳感器方面有廣泛的應(yīng)用。在磁存儲(chǔ)器中，它作為讀寫(xiě)頭的關(guān)鍵部件，可以實(shí)現(xiàn)讀寫(xiě)速度快、存儲(chǔ)容量大的功能。在磁傳感器中，它可以通過(guò)探測(cè)外加磁場(chǎng)引起的電阻變化來(lái)確定磁場(chǎng)強(qiáng)度和方向，可應(yīng)用于地磁觀測(cè)、導(dǎo)航、恒星定向等領(lǐng)域。此外，巨磁電阻還有在生物傳感和醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域的應(yīng)用。