“看看你的计算机硬盘存储能力有多大，就知道他们的贡献有多大。”谈到2007年诺贝尔物理学奖得主时，中科院半导体所集成技术工程研究中心主任杨富华如是说。
10月9日，瑞典皇家科学院宣布，法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔因先后独立发现了“巨磁电阻”效应，分享2007年诺贝尔物理学奖。
这张拼版照片显示的是法国科学家阿尔贝·费尔(左)和德国科学家彼得·格林贝格尔2007年4月16日出席日本东京一次新闻发布会。瑞典皇家科学院9日宣布，法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔因先后独立发现了“巨磁电阻”效应，分享2007年诺贝尔物理学奖。新华社/法新
一项具有里程碑意义的开拓性工作
“这两位科学家在物理学界赢得诺贝尔物理学奖是众望所归、意料之中的事情。”中科院物理所研究员韩秀峰说。
韩秀峰表示，他们这项具有里程碑意义的开拓性工作，不仅引发了过去十几年中凝聚态物理新兴学科——磁电子学和自旋电子学的形成与快速发展，也极大地促进了与电子自旋性质相关的新型磁电阻材料和新型自旋电子学器件的研制和广泛应用。
杨富华介绍说，磁电阻效应是指在一定磁场下磁性金属和合金电阻发生变化，“巨磁电阻”效应是指在一定的磁场下电阻急剧变化，变化的幅度比通常磁性金属与合金材料的磁电阻数值高10余倍。20世纪90年代，人们在多种纳米结构的多层膜中观察到了显著的“巨磁电阻”效应，巨磁电阻多层膜在高密度读出磁头、磁存储元件上有广泛的应用前景。
从数控机床到MP3
“阿尔贝·费尔和彼得·格林贝格尔发现的'巨磁电阻’效应造就了计算机硬盘存储密度提高五十倍的奇迹。其研究成果在信息产业中的商业化运用非常成功。”杨富华说。
1994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，从而在与光盘竞争中磁盘重新处于领先地位。硬盘的容量从4G提升到了当今的600G或更高。1997年基于“巨磁电阻”效应的读出磁头研制成功，很快成为标准技术。即使在今天，绝大多数读出技术仍然是“巨磁电阻”的进一步发展。
杨富华说，由于“巨磁电阻”效应，易使器件小型化，廉价化，除读出磁头外同样可应用于测量位移、角度等传感器中，可广泛地应用于数控机床、汽车测速仪、非接触开关和旋转编码器中，与光电等传感器相比，它具有功耗小、可靠性高、体积小、能工作于恶劣的工作条件等优点。
此外，利用“巨磁电阻”效应在不同的磁化状态具有不同电阻值的特点，可以制成随机存储器，由于其具有可在无电源的情况下继续保留信息的优点，已经成为计算机、手机、数码相机、MP3等电器必备的存储元件。
我国科学家在这一领域有诸多成果
韩秀峰介绍，我国科学工作者和相关企业在过去十几年里也持续开展了有关新型磁电阻材料和器件及其物理研究，并取得了显著的科研成果。
“例如，国际上至今发现具有'巨磁电阻’效应的20多种金属纳米多层膜中，有三种是我国学者发现的，部分研究结果还被本次诺贝尔物理学奖得主之一法国科学家阿尔贝·费尔收录在其后续发表的综述论文中。”韩秀峰说。
此外，我国学者在纳米环状磁性隧道结及其新型磁随机存储器原理型器件研制方面也取得了创新性的重大进展；在相关磁电子学和自旋电子学基础物理研究方面也获得了许多有创新性的成果。
“随着国家科技不断发展，以及有关部门科研经费投入强度的不断提高，对新型磁电阻材料和器件及其物理的研究和应用，必将对我国高科技信息技术和社会经济发展产生重要的推动作用。”韩秀峰说。
杨富华认为，纵观近年来诺贝尔物理学奖获奖项目，可以发现“那些发现了物理学新原理，并使这一原理得到广泛应用”的科学家日益得到评审们的关注。 |
