磁电子学

第17卷　第2期物　理　学　进　展V o l.17,N o.2 1997年　6月　PRO GR ESS I N PH YS I CS June.,1997　磁电子学中的若干问题蔡建旺　赵见高　詹文山　沈保根(中国科学院物理研究所&凝聚态物理中心磁学国家重点实验室　北京　100080)提 要本文综述了自旋极化输运过程中巡游电子的自旋极化、自旋相关的散射及自旋弛豫等三方面的内容;全面总结了铁磁金属的磁电阻效应(AM R)、磁性金属多层膜和颗粒膜的巨磁电阻效应(G M R)、氧化物铁磁体的特大磁电阻效应(C M R)以及磁隧道结的巨大隧道电阻效应(TM R)研究中具有代表性的实验结果及理论模型;简单介绍了新生的磁电子器件—磁电阻型随机存取存储器(M RAM)和全金属自旋晶体管的工作原理和工作过程。

一、引 言电子既是电荷的负载体,同时又是自旋的负载体。

以研究、控制和应用半导体中数目不等的电子和空穴(即多数载流子和少数载流子)的输运特性为主要内容的微电子学是二十世纪人类最伟大的创造之一。

众所周知,在这里自旋状态是不予考虑的,电子的输运过程仅利用它的荷电性由电场来控制。

人类是否可以利用电子的自旋来操纵它的输运过程?回答是肯定的,它正是磁学研究的最新前沿—磁电子学所要研究的主要内容。

我们知道,在铁磁金属中,由于交换劈裂,费密面处自旋向上与自旋向下的电子态密度不等,因而自旋向上电子载流子数与自旋向下电子载流子数是不等的,故在电场的推动下,铁磁金属中的传导电子流必定是自旋极化的。

事实上,七十年代初有人通过超导体特殊的能带结构,利用“超导体 非磁绝缘体 铁磁金属”隧道结检测出穿越绝缘体势垒的隧道电子流是自旋极化的电子流[1,2]。

此外,也正是由于铁磁金属在费密面处自旋向上与自旋向下的电子态密度不等,它们对不同自旋取向的电子的散射也不一样[3,4]。

今天,人们还认识到,来自铁磁金属的自旋极化的电子流在其进入非磁性金属后,由于非磁金属中大多数的电子散射并不引起自旋的翻转,因而在相当长的自旋弛豫时间内或者说在相当大的自旋扩散长度范围内(室温下,为微米数量级),其自旋方向将保持不变[5—8]。

自旋电子学与自旋器件自旋电子学是一门研究自旋电子在材料中运动和相互作用的学科，自旋器件则是通过利用自旋电子在材料中的特性设计和制造的电子器件。

本文将探讨自旋电子学的基本概念、自旋器件的分类以及其在现代科技领域的应用。

一、自旋电子学的基本概念自旋是电子的一种属性，类似于地球上物体的旋转。

电子的自旋可以看作是围绕其自身轴心旋转产生的磁矩。

自旋电子学研究的重点在于如何控制和利用电子的自旋，以实现信息的存储和传输。

在自旋电子学中，自旋电子可以被视为一种具有两个自旋态的粒子，即自旋“上”和自旋“下”。

通过施加磁场或利用特殊材料的相互作用，可以使电子在两种自旋态之间进行转换，这就是自旋翻转。

二、自旋器件的分类根据自旋器件的功能和工作原理，可以将其分为自旋阀、自旋场效应器件和自旋传感器。

1. 自旋阀自旋阀是利用自旋选择性的非磁性材料与磁性材料之间的界面耦合效应，实现电子自旋的注入和控制。

自旋阀可以用于构建自旋电子学器件中的自旋输运和调控单元。

2. 自旋场效应器件自旋场效应器件是一种利用电场调控电子自旋输运的器件。

它通过在材料中引入外加电场，调节自旋电子在材料中的能级分布，从而控制电子的自旋转变和输运。

3. 自旋传感器自旋传感器是一种利用自旋电子特性感测外部物理量或环境变化的器件。

通过监测自旋电子在材料中的状态变化，可以实现对温度、磁场、电压等物理量的测量和监测。

三、自旋电子学在现代科技领域的应用1. 自旋磁电子学自旋磁电子学是自旋电子学的一个重要研究方向。

它利用自旋自旋转变和磁性材料的相互作用，实现磁性存储器件和磁性传感器的控制与调节。

自旋磁电子学在信息存储、计算和通信等领域具有广泛的应用前景。

2. 自旋输运与量子计算自旋输运是自旋电子学的核心内容之一，其目标是实现自旋信息的传输与控制。

自旋电子学中的自旋传输和调控单元可以用于构建量子比特和量子电路，用于实现量子计算和量子通信。

3. 自旋电子学与磁效应材料自旋电子学与磁效应材料的研究相互关联，相互促进。

自旋电子学是近些年来在半导体电子学和磁电子学基础上发展起来的一门新兴交叉学科。

丰富的物理内涵、明确的应用目标以及广阔的市场前景,自旋电子学已成为当今凝聚态物理和材料科学领域最为关注的方向之一。

其中,巨磁电阻的发现及在自旋器件上的应用是最有重大影响力的成果。

非易失性存储器和高密度磁存储器的诞生,不仅给基础研究注入了活力,更为市场带来了巨大的经济效益。

巨磁电阻研究的关键在于如何获得更为实用的低场室温磁电阻效应。

具有高自旋极化率的半金属材料,如掺杂锰氧化物,CrO2,Fe3O4等成为研究者的首选。

无论是提高半金属材料的内禀磁电阻,还是外禀磁电阻,都有着极大的研究和应用潜力。

研究表明,半金属颗粒复合体中,颗粒边界对低场磁电阻产生和增强有重要作用,调节颗粒边界势垒已成为颗粒体系中磁电阻增强的有效实验途径。

此外,掺杂锰氧化物中,3d/4d/5d 过渡族金属氧化物材料日益受到人们的关注。

在这类新型的磁电阻氧化物中,4d或5d金属离子较3d金属离子具有宽的d轨道和电子巡游特性,d电子与氧的2p电子存在较强的杂化作用。

自旋,轨道和晶格间的相互耦合,引起材料中大的电、磁响应以及巨磁电阻等丰富物理现象,为磁电阻材料研究范围的拓宽以及强关联电子体系中物理性质的探讨提供了新的实验依据。

另一方面,磁致冷技术的飞速发展使得凝聚态物理工作者越来越关注磁性材料的磁热效应。

传统的气体制冷存在众多的缺点,相比之下,磁制冷具有熵密度高、体积小、噪音小、无污染、高效低耗等独特优势。

磁制冷研究的关键在于获得室温附近大的磁热效应。

传统的金属钆（Gd）以及近年来报道的Gd5(Ge1-x Si x)4和La(Fe13-x Si x)等合金都是具有大磁熵变的磁性材料。

然而,这些材料中稀有金属的昂贵,化学性质的不稳定,居里温度单一,磁滞与热滞现象严重等因素,使得磁制冷技术的应用步履维艰。

值得注意的是,具有庞磁电阻的掺杂锰氧化物同样表现出了大的磁熵变效应,这一发现大大拓宽了磁制冷工质的研究范畴。

磁化反转机制
磁化反转机制是指在不需要外加磁场的情况下，通过注入自旋极化电流来改变铁磁层的磁化方向的过程。

具体来说，磁化反转机制涉及到的物理现象是电流感应的磁化翻转。

在这个过程中，自旋极化电流（即电流中的电子自旋方向有一个特定的偏好）被注入到铁磁层中。

由于自旋极化电流携带的自旋角动量可以与铁磁层中的磁性原子相互作用，这种作用能够改变铁磁层中磁性原子的自旋排列，从而使得铁磁层的整体磁化方向发生改变，甚至发生翻转。

这种现象在磁电子学领域非常重要，因为它是磁性随机存取存储器（MRAM）等自旋电子学设备工作的物理基础。

磁化反转机制的研究对于理解和设计新型的磁性存储和逻辑器件具有重要意义，因为它提供了一种无需外部磁场即可操控磁性状态的方法，这对于实现更高密度、更低功耗的磁性数据存储设备至关重要。

磁电子学和磁观测磁电子学和磁观测是当代物理学领域中非常重要的研究方向。

磁电子学主要研究的是固体材料中的磁性电子行为，而磁观测则是通过观测自然界中的磁现象来研究物质的性质和变化。

1. 磁电子学的基础磁电子学的基础就是关于磁性电子的物理机制。

在物理学中，电子是最基本的带电粒子，它们在磁场中会受到洛伦兹力的作用。

当物质中的电子自旋方向相同并且具有相同的能量时，它们就会形成一个磁矩，从而产生磁性。

在实际应用中，人们可以通过在物质中施加一个外磁场的方式来控制电子的自旋方向，从而实现对材料的磁性进行控制。

这种通过磁场来控制物质性质的技术被称为磁控制技术。

2. 磁电子学的应用磁电子学的应用非常广泛，其中最为典型的例子就是计算机和手机中的磁存储设备。

在这些设备中，利用磁性材料作为储存介质，可以实现数据的快速存储和读取。

此外，在航空航天领域，磁电子学还被用于制造感应电动机和自动驾驶系统等。

除了上述应用外，在能源领域和医学领域也涌现出了很多新的磁性材料和设备。

例如，通过应用磁电子学的技术，人们可以制造出高效的磁浮列车，也可以发展出清晰的磁共振成像设备，这些技术将会对人类社会的发展产生重要的影响。

3. 磁观测的意义磁观测则是通过观测自然界中的磁现象来研究物质的性质和变化。

例如，在地球表面的磁场中，可以观测到一些奇特的现象，从而了解地球内部和外部的环境变化。

此外，人们还可以借助磁观测技术研究太阳风、宇宙辐射等现象，有助于对宇宙演化和宇宙起源等问题进行深入探讨。

在科学研究中，磁观测也被广泛应用于材料研究和生物医学等领域。

例如，使用超导量子干涉仪可以测量出磁性材料中具有纳米尺度的磁偶极矩，对相关的物理学机制进行深入探究。

同时，人们也可以利用磁共振技术对生物体的结构和功能进行研究。

总之，磁电子学和磁观测在现代科学中发挥着非常重要的作用，对人类社会的发展产生着深远的影响。

随着科技的不断进步，磁电子学和磁观测技术将会发展出更广泛和更深入的应用。

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课程编号：5030132
磁电子学(Magnetoelectronics)
开课学院：材料科学与工程学院
总学时：32
学分：2
先修课程：固体物理，量子力学
教学目的：本课程教学对象为磁电子学领域的硕士或博士研究生，目的是让研究生初步了解磁电子学的根本理论、开展现状与应用背景。

考核方式：专题报告
课程主要内容：
第1章导论〔6学时〕
包括磁电子学的根本概念、巨磁电阻效应与高温超导电性间的关联与渗透、半导体磁电子学、关于莫尔定律的讨论等等。

第2章巨磁电阻(GMR)效应〔7学时〕
包括磁电阻和电子输运与磁性的关联效应、巨磁电阻的发现与其主要实验现象、多层膜巨磁电阻效应材料的开展、CPP模式下的巨磁电阻效应、颗粒体系的巨磁电阻等。

第3章巨磁电阻效应的机理与影响因素〔6学时〕
包括层间耦合效应的唯象描述和耦合类型与强度确实定、自发磁化的能带模型与自旋相关散射、多层膜GMR的唯象理论——双电流模型、CPP-GMR的理论模型等。

第4章自旋阀和隧道巨磁电阻效应〔6学时〕
包括自旋阀效应的发现与其工作原理、交换各向异性的机理、隧道巨磁电阻效应。

第5章磁电子学的应用〔7学时〕
包括巨磁感应效应与其应用、巨磁电阻传感器、磁记录读出磁头、磁电阻随机存取存储器、自旋晶体管和量子计算机等。

参考书目：
焦正宽，《磁电子学》，某某大学，2006.6.
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夏柯磁子学磁子学（Magnetronics）是一门研究磁性材料的电子学科。

它是磁电子学（Spintronics）的一部分，旨在利用磁性材料的自旋操控电子的性质来开发新型的电子器件和信息存储技术。

夏柯（Magneto）是该学科的先驱者之一，他于20世纪60年代首次提出了磁子学的概念。

磁子学是在电子学领域的一个新兴研究方向，它将磁性材料的特性与电子学相结合。

一般而言，电子学研究的是电荷的运动，而磁子学则关注电子的自旋。

自旋是电子特有的量子性质，它类似于一个微小的磁偶极子，可以看作是电子围绕自身旋转的角动量。

在磁性材料中，电子的自旋可以与材料的磁性相互作用，从而影响电子的运动轨道，进而影响电子的输运性质。

磁子学的一个重要应用是在信息存储领域，特别是磁性存储器。

传统的磁性存储器使用磁性颗粒来存储信息，通过改变颗粒的磁化方向来表示0和1。

然而，这种存储方式的致命缺点是颗粒的体积越小，其磁化方向越容易受到外界磁场的干扰，导致信息的丢失。

磁子学通过利用磁性材料中的自旋操控电子的特性，可以实现非易失性存储器，即信息存储在材料的自旋态中，无论是否有外界磁场的干扰，信息都能够得到保持。

除了信息存储，磁子学还有其他诸多应用。

例如，利用磁性材料的自旋依赖性质可以实现电子的极化控制，从而用于设计新型的自旋电子器件。

这些器件可以在电子的自旋量子态之间进行转换，实现自旋转换器件、自旋滤波器件等，进一步拓展了电子学的应用领域。

磁子学还可以与其他学科相结合，形成多学科交叉的领域。

例如，磁子光学（Magneto-optics）是磁子学与光学的交叉研究领域，研究磁性材料对于光的传播和光学性质的影响。

夏柯也在磁子光学领域做出了重要的贡献，他提出了磁光克尔效应（Magneto-optical Kerr effect），这是磁性材料表面发生的磁光效应。

总而言之，磁子学作为磁性材料的新兴研究领域，利用磁性材料的自旋操控电子的特性，开发了新型的电子器件和信息存储技术。

自旋电子学简介一、什么是自旋电子学？自旋电子学是电子学的一个新兴领域，其英文名称为Spintronics，它是由Spin和Electronics两词合并创造出来的新名词。

顾名思义，它是利用电子的自旋属性进行工作的电子学。

早在19世纪末，英国科学家汤姆逊发现电子之后，人们就知道电子有一个重要特性，就是每一个电子都携带一定的电量，即基本电荷（e=1.60219x10-19库仑）。

到20世纪20年代中期，量子力学诞生又告诉人们，电子除携带电荷之外还有另一个重要属性，就是自旋。

电子的自旋角动量有两个数值，即±h/2。

其中正负号分别表示“自旋朝上”和“自旋朝下”，h是量子物理中经常要遇到的基本物理常数，称为普朗克常数。

通过对电子电荷和电子自旋性质的研究，最近在电子学和信息技术领域出现了明显的进展。

这个进展的重要标志之一就是诞生了自旋电子学。

在传统的电子学中，数据处理集成电路所用的是半导体中电子的电荷，但并不是说电子的自旋自由度以前从没有用过，例如传统的数据存储介质，如磁盘，用的就是磁性材料中电子的自旋。

事实上，半导体中有很多类型的自旋极化现象，如载流子的自旋，半导体材料中引入的磁性原子的自旋和组成晶体的原子的核自旋等等。

从某种意义上说，已有的技术如以巨磁电阻（GMR）为基础的存储器和自旋阀都是自旋起作用的自旋电子学最基本的应用。

但是，其中自旋的作用是被动的，它们的工作由局域磁场来控制。

这里所指的自旋电子学则要走出被动自旋器件的范畴，成为基于自旋动力学的主动控制的应用。

因为自旋动力学的主动控制预计可以导致新的量子力学器件，如自旋晶体管、自旋过滤器和调制器、新的存储器件、量子信息处理器和量子计算。

从这个意义上说，自旋电子学是在电子材料，如半导体中，主动控制载流子自旋动力学和自旋输运的一个新兴领域。

已经证明，通过注入、输运和控制这些自旋态，可以执行新的功能。

这就是半导体自旋电子学新领域所包含的内容，它涉及自旋态在半导体中的利用。

•磁电子学基础—磁学•巨磁电阻材料与应用•自旋晶体管•MRAM器件潘礼庆北京科技大学物理系2007年10月海量信息的物理基础巨磁阻效应所导致的硬盘新技术的出现，帮助人们轻而易举地读取如海洋般浩瀚的信息2007诺贝尔物理学奖1988年，艾尔伯·费尔首先发现了巨磁阻效应虽然格鲁伯格稍晚发现了巨磁阻效应，但他发现之后就申请了专利1.演化过程2.纳米技术3.重要应用4.Spin+electronics=>spintronics总结：欧洲人的发现，美国人的产业，中国人的加工。

1. 磁电子学基础1.1 固体的磁性1）原子的磁矩（μ=-gμB J）；2）Hund定则；3）交换相互作用4）固体磁性的分类；磁有序；5）铁磁性、亚铁磁性与反铁磁性：铁磁性的主要特征：自发磁化、磁畴、居里定律、磁滞回线、磁各向异性1）原子的磁矩（μ=-g μB J ）；核外电子壳层：电子轨道磁矩电子自旋磁矩核磁矩和核四极矩M N =6.33x10-33Wbm(穆斯堡尔谱和核磁共振NMR)中子磁矩为-1.913M N 的核磁矩(中子衍射、中子散射)ll m e M l B μμ−=−=20hP P meM B s μμ20−=−=)(10165.12290Wbm me B −×==h μμm p 质子的质量pm e 20h μ=1. 磁电子学基础Hund定则：Hund定则判断电子占据轨道的方式使基态具有下列特征：•总自旋S取Pauli不相容原理所允许的最大值；•轨道角动量L取与这个S值不相同矛盾的最大值；•壳层不够半满时，总角动量J的值等于|L-S|，超过半满时，等于L+S。

壳层正好半满时，应用第一条法则得到L=0,于是J=S.1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f141. 磁电子学基础1. 磁电子学基础总角动量与磁矩的关系轨道角动量与轨道磁矩：M L =-μB L 自旋角动量与自旋磁矩：M S =-2μB S总角动量与总磁矩：M J =M L +M S =-μB (L+2S)由于L 和S 绕J 进动，矢量L+2S 也绕J 进动，它的大小在J 上的投影M S ：M J =-g μB J给出的磁矩称为饱和磁矩。

自旋电子学及其在半导体中的应用摘要：自旋电子学主要研究电子自旋在固体物理中的作用，是一门结合磁学与微电子学的新兴交叉学科。

其研究对象包括电子的自旋极化、自旋相关散射、自旋弛豫以及与此相关的性质及其应用等。

本文简单介绍了自旋电子学的概念及其内容综述了自旋电子学目前的研究，尤其是半导体自旋电子学，集中讨论了使电子的自旋特性在半导体中获得应用，在半导体器件中实现自旋极化、注入、传送、操作和检测，最后对自旋电子器件的应用进行了展望。

关键词：自旋电子学自旋阀磁隧道结半导体自旋电子学一．名词解释1.自旋电子学[1](spintronics)也称为磁电子学，是一门磁学和微电子学相交叉的新兴的学科，它研究具有某一自旋状态(自旋向上或自旋向下)的电子的输运特性，是当前凝聚态物理的热点领域之一。

众所周知，电子除了带有电荷的特性外，还具有自旋的内禀特性，对于普通金属和半导体，自旋向上和自旋向下的电子在数量上是一样的，所以传统的金属电子论往往忽略电子的自旋自由度。

2.半导体自旋电子学[2]电子同时具有电荷和自旋两种属性，电子的电荷属性在半导体材料中获得极大的应用，推动了电子技术、计算机技术和信息技术的发展。

使电子的自旋特性在半导体中获得应用，在半导体器件中实现自旋极化、注入、传送、操作和检测，成为人们最关注的问题。

最初人们企图用铁磁金属与半导体材料直接欧姆接触，把极化自旋流注入到半导体材料中去，但是由于肖特基势垒太高，注入效率极低。

为了克服肖特基势垒，只有两个办法：寻找磁性半导体材料或利用隧道效应。

二．自旋电子学的起源1857年Thomson发现了在多晶结构的Fe中，具有各向异性磁电阻效应[3](anisotropy magnetore．sistance，AMR)，而传统的微电子学的研究对象是普通金属和半导体，所以在研究电子的输运过程中，往往忽略电子的自旋。

20世纪50年代人们在研究超导体时，将电子的自旋引入，认为参与超导输运的准粒子是费米面附近两个自旋相反，动量也相反的电子所组成的库柏对，建立了著名的BCS理论，但是BCS理论虽然将电子的自旋自由度引入到输运过程中，但是在库柏对中，电子是成对出现的，并没有去严格区分两种不同自旋的电子在输运中的差别。

1.磁电子学也叫“自旋电子学”，就是将电子的自旋自由度引入微电子学；磁电子学（狭义）磁场（改变）磁矩状态电子（控制）电阻；自旋电子学（广义）电场或光（改变）电荷自旋状态（控制）电流定义：磁电子学是通过磁场操纵电子的另一个属性——自旋的相对取向，借助电子传导与磁性间的关联效应，实现对电子输运特性的调制而开发出各种电子器件的一门新兴的科学技术。

2.电子的两个属性（自旋的平均自由程~ 100Å）电荷：电子学（用电场来调制带有正或负电荷的载流子系统的导电行为）自旋：磁学（是研究具有交换作用的电子自旋系统的合作磁行为）3.磁电阻效应Magnetoresistance，简称MR即在外加磁场作用下材料电阻率发生变化的现象。

反映了材料在磁场中电子输运性质的变化。

磁电阻效应的大小通常以外加磁场前后的电阻率的变化率表示，即MR = (ρ(H) − ρ(0)) /ρ(0) 或MR = (ρ(H) − ρ(0))/ ρ(H) ，其中ρ(0)、ρ(H)分别表示磁场为零和磁场为H 时的电阻率。

4.磁电阻效应的分类a)正常磁电阻(OMR)机理：载流子在磁场中运动时将受到磁场的洛伦兹力作用，导致载流子的运动方向发生偏转或者呈螺旋线前进，从而增加了载流子的散射截面，所以外加磁场时其电阻增大，表现出正常磁电阻效应。

值得提及的是，即使外磁场平行于外电场，载流子仍会受到磁场导致的洛伦兹力，因为载流子的运动主要是沿各个方向的无规运动，沿外电场方向的漂移速度只是它们的平均效应。

特点：○1MR>0，即在外磁场下电阻增大；○2磁电阻值一般很小(1%~2%)；○3各向异性：MR与磁场H和电流I间的相互取向有关，且通常R(I⊥H)>>R (I//H)>>0。

b)各向异性磁电阻效应(AMR)1857年，英国物理学家Thomson在铁磁多晶体中发现。

几乎所有的块状金属都具有各向异性的磁电阻效应。

通常这种各向异性的磁电阻效应很小AMR值一般小于3%。

第26卷第2期物理学进展Vol.26,No.2 2006年6月PROGRESS IN PH YSICS Jun.,2006文章编号:1000-0542(2006)02-0180-48磁电子学器件应用原理蔡建旺(中国科学院物理研究所磁学国家重点实验室,北京100080)摘要:本文介绍几种重要的磁电子器件的基本结构和工作原理,包括巨磁电阻与隧穿磁电阻传感器、巨磁电阻隔离器、巨磁电阻与隧穿磁电阻硬盘读出磁头、磁电阻随机存取存储器、自旋转移磁化反转与微波振荡器。

自旋晶体管作为未来磁电子学或自旋电子学时代的基本元素,目前大都还处在概念型阶段,本文也将对几种自旋晶体管的大致原理作简要介绍。

关键词:凝聚态物理学;磁电子学器件;综述;巨磁电阻;隧穿磁电阻;自旋转移中图分类号:7570;7225;7570P;7550R文献标识码:A0引言磁电子学(或者说更广义的自旋电子学)是研究纳米尺度下与电子的自旋属性相关的输运过程及相应器件的一门新学科。

上世纪80年代末期磁性多层膜巨磁电阻效应(GM R)的发现标志着磁电子学发展的开始;7年后,磁隧道结室温隧穿磁电阻效应(TM R)的成功实现更为这门新学科注入了新活力;翌年,理论预言电流垂直磁性多层膜输运过程的自旋转移(spin tr ansfer)效应及随后的实验验证为自旋操控工程增添新理念。

在人们努力开拓新材料、发展新物理的同时,相关的电子器件的设计与开发同样聚敛人类的智慧,导致前所未有的技术进步和巨大的商业市场,经过短短十多年的迅猛发展,部分磁电子器件已经进入了人们的生活,并将随着它的继续发展深刻改变人们的生活。

本文将首先介绍目前几种基于GMR、T MR的磁电子器件的基本结构和工作特点。

关于GM R材料与物理机制,国内外已经有若干综述论文进行了系统总结[1~3],本文将不再赘述;目前,以AlO x为势垒层的磁隧道结也差不多发展到了近乎极致的程度[4,5],新一代M gO磁隧道结正在继续发展之中[6],读者可从相关文献了解TM R的物理背景。