巨磁阻磁頭的工作原理

2007年諾貝爾物理獎得主，德國科學家格倫貝格(Grunberg)法國科學家和費爾(Albert Fert)，在1988年，發現在電子穿越一片無磁性的兩側夾上兩片具有磁性的金屬板時，有時不容易通過，有時容易，因此發現微弱的磁力變化可造成電阻的大改變，而發展出巨磁阻(GMR)現象。巨磁阻現象，可在外加磁場的變化，鐵鉻多層膜結構的電阻變化率，會遠大於鐵磁性材料的電阻變化率，當尺度大到一定程度時，巨磁阻現象就會消失，所以奈米尺度對GMR來說是必要的。因為巨磁阻材料具有顯著的磁阻效應，所以由巨磁阻材料做成的磁頭，可以大大提昇磁頭的靈敏度及記憶密度。

巨磁阻磁頭的工作原理是：當電子通過第一層鐵磁性薄膜時，會被極化成單一自旋電子，如果兩層鐵磁層的磁化方向相同，則自旋電子將容易通過第二層鐵磁層，因此電阻小，電流大（輸入電腦編碼為1）；當兩層鐵磁層磁化方向相反時，則電阻較大，電流小（輸入電腦編碼為0）。利用這個原理，在讀取時，只要依照感應磁場所生電流大小，就能在電腦中輸入「1」或「0」的訊號；另外利用電磁感應原理，經由控制寫入電流，就能在儲存媒體上留下磁場的方向，完成資料的寫入。