磁阻效应 用磁力记录世界

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磁阻效应 用磁力记录世界

在远古时期,人类通过结绳记事的方式来储存信息,随着时代的发展,书籍、音像制品等逐渐出现在人们的生活中,人们储存信息的方式更加多样了。磁组效应的发现,引发了又一场信息革命。现在,人们已经可以用磁力记录生活了!


     上网搜索资料,用Mp3聆听音乐,拿数码相机记录生活……这些都得益于磁盘技术的出现。面对海量信息的严峻挑战,磁盘成了整个信息时代的“大本营”,仿 佛可以轻而易举地存下整个世界。巨磁阻效应的发现,又帮助人类读取了整个信息世界。而改写信息技术进化史的这两位“英雄”,也获得了2007年的诺贝尔物 理学奖。

    英国的开尔文勋爵早在150年前就发现,在磁场作用下,一些金属物体内会发生电阻改变的现象。但是,由于“磁电阻”效应中电阻变化的幅度太微弱,只有1%~2%,因此,在此后的一百三十多年里,开尔文的发现并没有对科学技术进步有什么实质性的推动。

     20世纪80年代中期,法国巴黎大学的艾尔伯·费尔和德国尤利希研究中心的彼得·格鲁伯格在只有一些模棱两可的猜测下,尝试去“放大”磁阻效应。经过几 年潜心研究,1988年,费尔的科学团队发现,在Fe/Cr多层膜中,微弱的磁场变化就可以引起电阻的急剧变化,幅度是开尔文的数十倍。费尔将其命名为 “巨磁电阻效应”。不久之后,格鲁伯格在尤利希研究中心也发现了同样的效应。

    巨磁阻的发现与纳米技术的发现密不可分。瑞典皇家学会在诺贝尔奖官方网站的介绍中也指出,巨磁电阻算是纳米技术的第一场胜仗。当时,科学家已经可以在真空环境中制造只有几个原子厚的金属薄膜,而这在以前是根本无法想象的。

     在巨磁阻效应发现前后,磁盘存储技术正处于举步维艰的境地。这种磁存储患了“阅读障碍综合征”,由于数据存储点需要有足够的磁场,所以就不能做得太小, 否则磁场太弱无法检测出来。当时整个业界都比较看好光存储技术。虽然格鲁伯格发现巨磁阻效应比费尔稍晚一些,但他却非常具有经济头脑和技术眼光,发现巨磁 阻之后就申请了专利。在以后的几年时间内,格鲁伯格多次向媒体提到巨磁阻没有得到足够的重视,通过抱怨的方式来提醒业界尽快完成从实验室到市场的技术产业 化。而今,老格鲁伯格拿到的专利报酬相当于每年给他一次诺贝尔奖金。

    在20世纪80年代末决定性的实验完成后,费尔和格鲁伯格就一路获奖。从新材料奖、惠普欧洲物理奖,到物理领域独尊的沃尔夫奖。其中,更是有两次,他们俩与一个同样研究巨磁阻现象的工程师一同获奖。而这个两次与费尔和格鲁伯格共同获奖的工程师,就是IBM的帕金。

    在巨磁阻发现后的第6年,IBM的工程师斯图尔特·帕金首先利用巨磁电阻,研制出高灵敏度磁头,从而将磁盘记录密度一下子提高了17倍。每兆的存储价格随着这项新技术垂直下落,从1997年的20美分一直到2001年不到半美分,全球硬盘的收入也因此近乎翻了一倍。

     由于巨磁阻技术的研究困难重重,因此,它的前景当时并不被看好。巨磁阻从理论研究到实际应用帕金可说是功不可没。可是诺贝尔奖却冷落了他。加州大学纳米 尺度科学工程中心主任罗伯特·哈登(Robert.C.Haddon)也为帕金没有得奖而提出异议:“也许是评奖委员会认为,观测到巨磁阻效应更加重要 吧。”

    从磁阻效应的发现直到最后巨磁阻效应的发现,先后经历了将近两个世纪,在此期间,人类的科学发展日新月异,在未来,这一理论的发现将会更大程度地促进人类信息化的进程。

    存储信息的U盘

     U盘,英文名“USBflashdisk”,全称“USB闪存盘”。U盘的称呼最早来源于朗科公司生产的一种新型存储设备,使用USB接口进行连接,名 曰“优盘”。U盘是一个无需物理驱动器的微型高容量移动存储产品,可以通过USB接口与电脑连接,实现即插即用。USB接口连到电脑的主机后,U盘的资料 可与电脑交换,是移动存储设备之一。

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