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小硬盘大智慧  巨磁效应折桂诺贝尔背后  2007年由瑞典皇家科学院颁发的诺贝尔物理学奖，法国科学家Albert Fert 和德国科学家Peter Gruenberg 因分别独立的发现了巨磁电阻效应而共享此殊荣。 与往届的那些天体物理，量子物理等对于普通大众看起来很神秘的理论发现不同，这一次诺贝尔物理奖得主的获奖成果，离我们是如此之近。我们所用电脑的硬盘，我们口袋中的音乐播放器，都能找到这项技术的身影，分享到这一伟大成果给我们日常生活带来的乐趣和便利。 诺贝尔奖项的光环 瑞典皇家科学院在评价这项成就时表示，07年的诺贝尔物理学奖主要奖励“用于读取硬盘数据的技术，得益于这项技术，硬盘在近年来迅速变得越来越小”。 “没有这一现象，MP3以及iPod行业都不可能出现。同时，”这项技术同时被认为是“前途广阔的纳米技术领域的首批实际应用之一”。 巨磁阻效应发现 早在1988年，Fert和Grünberg就各自独立发现了这一特殊现象：非常弱小的磁性变化就能导致磁性材料发生非常显著的电阻变化。 那时，法国的Fert在铁、铬相间的多层膜电阻中发现，微弱的磁场变化可以导致电阻大小的急剧变化，其变化的幅度比通常高十几倍，使得电阻下降了50%。他 把这种效应命名为巨磁阻效应（Giant Magneto-Resistive，GMR）。 就在此前3个月，德国尤利西研究中心Grünberg教授领导的研究小组在由铁、铬、铁三层膜组成的样品中也发现了完全同样的现象，尝试功效显示电阻下降了1.5%。虽然观测到的幅度较小，却较早意识到这项发现的工业价值，当年（1988）就申请了专利“用铁磁薄层实现的磁场传感器” 这个专利的授权许可，为尤利西研究中心带来了数千万欧元的受益。 所谓巨磁效应，简单来说指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。 现在主流的硬盘制造技术都是基于磁技术基础的，随着数据量增长，硬盘正朝着小体积大容量的趋势发展。但是当硬盘单位体积内的容量磁记录密度到达一定的程度之后，硬盘设计和制造的厂商就面临如何将弱小的磁信号变化放大为清晰的电信号的棘手问题。 ??? 因为硬盘向小体积高密度方向发展的同时，势必要求磁盘上每一个被划分出来的独立区域越来越小，这就导致了每个独立区域所能记录的磁信号也越来越弱。但是借助“巨磁电阻”效应，人们能够制造出更加灵敏的数据读出头，将越来越弱的磁信号读出来后因为电阻的巨大变化而转换成为明显的电流变化，使得大容量的小硬盘成为可能。 这一效应虽然不是开天辟地的理论发现，但是立马引起了科学和工程界的重视。IBM获知这一发现以后，立刻组成了研究小组（parkin）对巨磁阻现象进行研究。在他们看来，电阻的骤然变化实际上提供了一种构造高灵敏传感器的新途径，可以读出电脑硬盘上微小的磁信号变化。Stuart Parkin?IBM Fellow?Manager, Magnetoelectronics?Almaden Research Center? Fert 和Gruenberg最初的实验是在低温强磁场环境下进行的，而所用材料也是实验室里一点点生成的，极为稀少和繁杂。IBM实验室的Parkin和同事们尝试用通常的磁介质材料进行实验，并很快获得成功；以后又在室温，常规磁场条件下做大量相关实验，最终获得突破性进展。他们几年下来的劳动成果是一块基于GMR的16.8G的硬盘存储器。此后，所有硬盘更新换代，GMR 成为主流。Parkin因其杰出的工作和格林贝格尔与费尔一道，获1997年Hewlett-Packard物理学家奖。10年以后，这项成就终于迎来了诺贝尔奖的加冕。 IBM在其网站上有一句话很让人深思，“To IBM Research, 10 years = a revolution. ”  这段历史很鲜活地展现了一个实验结果是如何登上诺贝尔奖坛的，如果没有Parkin和他的同事们开创性的工作，也许那两位最初的发现者怕是要等更长时间才能拿到诺奖的。正是这种科学家创造的热情，工程师对科学的敏感，大公司的高瞻远瞩，才成就了这段佳话，也成就了普通大众。 单以读出磁头为例，1994年，IBM公司研制成功了巨磁阻效应的读出磁头，将磁盘记录密度提高了17倍。1995年，宣布制成每平方英寸3Gb硬盘面密度所用的读出头，创下了世界记录。硬盘的容量从4ＧB提升