Гигантское магнетосопротивление
Гига́нтское магнетосопротивле́ние, гигантское магнитосопротивление[1], ГМС (англ. Giant magnetoresistance, GMR) — квантовомеханический эффект, наблюдаемый в тонких металлических плёнках, состоящих из чередующихся ферромагнитных и проводящих немагнитных слоёв. Эффект состоит в существенном изменении электрического сопротивления такой структуры при изменении взаимного направления намагниченности соседних магнитных слоёв. Направлением намагниченности можно управлять, например, приложением внешнего магнитного поля. В основе эффекта лежит рассеяние электронов, зависящее от направления спина. За открытие гигантского магнетосопротивления в 1988 году физики Альбер Ферт (Университет Париж-юг XI) и Петер Грюнберг (Исследовательский центр Юлих) были удостоены Нобелевской премии по физике в 2007 году.
Основная сфера применения эффекта — датчики магнитного поля, используемые для считывания информации в жёстких дисках, биосенсорах, устройствах МЭМС и др. Обладающие гигантским магнетосопротивлением многослойные структуры применялись в магниторезистивной оперативной памяти в качестве ячеек, хранящих один бит информации.
В литературе термин гигантское магнетосопротивление иногда путается с колоссальным магнетосопротивлением (КМС) ферро- и антиферромагнитных полупроводников[2][3], не связанным с многослойной структурой.
Магнетосопротивлением называют зависимость электрического сопротивления образца от величины внешнего магнитного поля. Численно его характеризуют величиной
где — сопротивление образца в отсутствие магнитного поля, а — его сопротивление в магнитном поле с напряжённостью [4][5]. На практике также применяются альтернативные формы записи, отличающиеся знаком выражения и использующие удельное электрическое сопротивление[1][2]. Иногда используют отношение изменения сопротивления к его значению в нулевом поле[6].
Термин «гигантское магнетосопротивление» указывает на то, что величина для многослойных структур значительно превосходит анизотропное магнитное сопротивление, как правило, составляющее не более нескольких процентов[7][8].
