GMR 是一种量子力学和凝聚态物理图 1 反铁磁有序巨磁电阻效应及其应用巨磁电阻 Giantmagnetoresistance,简称 GMR 效应表示在一个巨磁电阻系统中非常弱小的磁性变化就能导致巨大的电阻变化的特殊效应法国科学家阿尔贝•费尔和德国科学家彼得•格林贝格尔 PeterGrunberg因分别独立发现巨磁阻效应而共同荣膺年诺贝尔物理学奖学现象是磁阻效应的一种可以在磁性■卜材料和非磁性材料相间的薄膜层（几个纳丿心烏米厚）结构中观察到在量子力学出现后德国科学家海森伯年诺贝尔奖得主明确提出铁磁性有序状态源于铁磁性原子磁矩之间的量子力学交换作用这个交换作用是短程的称为直接交换作用随后科学家们又发现很多的过渡金属和稀土金属的化合物也具有反铁磁有序状态即在有序排列的磁材料中相邻原子因受负的交换作用自旋为反平行排列如图所示此时磁矩虽处于有序状态但总的净磁矩在不受外场作用时仍为零这种磁有序状态称为反铁磁性反铁磁性通过化合物中的氧离子或其他非金属离子将最近的磁性原子的磁矩耦合起来属于间接交换作用此外在稀土金属中也出现了磁有序其中原子的固有磁矩来自电子壳层相邻稀土原子的距离远大于电子壳层直径所以稀土金属中的传导电子担当了中介将相邻的稀土原子磁矩耦合起来这就是型间接交换作用直接交换作用的特征长度为一间接交换作用可以长达以上据此美国实验室的江崎和朱兆祥提出了超晶格的概念.所谓的超晶格就是指由两种（或两种以上）组分（或导电类型）不同、厚度极小的薄层材料交替生长在一起而得到的一种多周期结构材料其特点是这种复合材料的周期长度比各薄膜单晶的晶格常数大几倍或更长上世纪八十年代制作高质量的纳米尺度样品技术的出现使得金属超晶格成为研究前沿因此凝聚态物理工作者对这类人工材料的磁有序层间耦合电子输运等进行了广泛的基础方面的研究其中相关的代表性研究工作简介如下其一是德国尤利希科研中心的物理学家彼得格伦贝格尔他一直致力于研究铁磁性金属薄膜表面和界面上的磁有序状态其研究对象是一个三明治结构的薄膜两层厚度约的铁层之间夹有厚度为的铬层之所以选择选择这一材料系统首先是因为金属铁和铬是周期表上相近的元素具有类似的电子壳层容易实现两者的电子状态匹配其次金属铁和铬的晶格对称性和晶格常数相同它们之间晶格结构相匹配这两类匹配非常有利于对基本物理过程进行探索尽管如此长期以来该课题组所获得的三明治薄膜仅为多晶体随着制备薄膜技术的发展分子束外延方法的应用才使得结构...
