巨磁电阻效应的物理机制及其应用

巨磁电阻(GMR)效应是一种在特定类型的多层磁性材料中观察到的现象,它展示了在外加磁场作用下电阻的显著变化。这种效应主要发生在由铁磁金属和非磁性金属或合金交替堆叠而成的薄层结构中。当这些层被外加磁场对准时,电子更容易通过材料,从而导致电阻降低。这一现象的关键在于电子自旋的状态:在外加磁场作用下,电子自旋趋于一致,使得导电性能增强。GMR效应不仅对于理解固体物理学中的基本概念至关重要,而且还在实际应用中发挥了重要作用,比如在高密度硬盘读取头和磁性随机存取存储器(MRAM)中的应用。
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