2,硬盤(pán)大躍進(jìn)硬盤(pán)

1、2,硬盤(pán)大躍進(jìn)硬盤(pán)Pbisk DriveThin Film Mediumetic storage layerNon-magnetlc underlayerOvercoat + lubJ硬盤(pán)原理Read Current Write Curren1|1 Shield 2 it P1Figure 3. IVhgnetic recording process.硬盤(pán)的困難和GMR的解決方案從芯片處理器輸岀的“0”或者“1”電脈沖,記錄磁頭將盤(pán)片某個(gè)局部磁化各種正或負(fù)“小磁鐵組傳統(tǒng)的讀出磁頭是一個(gè)線圈,切割該“小磁鐵組”所帶的正或負(fù)磁場(chǎng)物理困難和GMR方案:物理困難:讀岀過(guò)程相當(dāng)于“走馬看花”,誤碼率大大

2、增加。 GMR解決高密度存儲(chǔ)的難題?GMR磁頭的“讀岀”原理并不是電磁感應(yīng)效應(yīng)，而是磁電阻效應(yīng)工藝?yán)щy面密度100G比特/平方英寸”商品硬盤(pán)一個(gè)比特的長(zhǎng)度=40納米;GMR磁頭的工作層=3納米;GMR磁頭與磁盤(pán)面的間隙a 10納米。是感應(yīng)線圈讀出磁頭根本無(wú)法做到的HeadSmoke ParticleHuman Hair 75,00Dust Particle ,FingerprintA Great Leap for IBM每12至18個(gè)月存儲(chǔ)密度翻一番IBM ResearffiThe BasicsSay hello to your hard driveOur brainchildIBM and

3、the history of the hard c3rivelGMR I 0IVisualize MR andGMR Heads inaction 0The Giant Magnetoresistive Head: A giant leap for IBM ResearchTo some people,10 years = a decade.To IBM Research,10 years = a revolution.ItJ s called the Giant Magnetoresistive effect.10 00010 0000010(aMqo)矍電00100.01980實(shí)驗(yàn)室演示M

4、RGMR 1990200020104.4 MbyteIBM RAMAC 19552 kbits/in280 GbyteSeagate U series 200132.6 Gbits/in2340 MbyteIBM Microdrive 19996 Gbits/in250x24 dia disks2 x 3.5glass disks1 x 1n dia disk3, GMR的物理一一自旋！另一個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)，電子自旋的故事為解釋反常塞曼（P.Zeeman）效應(yīng)（1897年）G.Uhlenbeck and S.Goudsmit提岀:電子還有一個(gè)自旋（Spin）角動(dòng)量。（1925年）（就是1921年S-

5、G實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)）o1921 年，O.Stem and W Gerlach 實(shí)驗(yàn)，（1943年諾貝爾獎(jiǎng)）過(guò)渡金屬的能帶，兩種自旋電子不一樣。50-10(eV)D (states/eVf atom, spin)D (states/eV, atom, spin)過(guò)渡金屬的電導(dǎo)，兩種自旋電子也不一樣。兩電流模型（1936年提出）莫特（NFMott，1977年諾貝爾獎(jiǎng)）左邊:鐵磁磁矩彼此平行；右邊：鐵磁磁矩彼此反平行 長(zhǎng)箭頭T鐵的局域自旋；短箭頭-傳導(dǎo)電子的自旋。4,自旋電子學(xué)GMR發(fā)現(xiàn)之后：器件的改進(jìn)1，提高自旋極化率2,提高平均自由程進(jìn)一步的問(wèn)題：自旋對(duì)于電流的影響只表現(xiàn)于電阻?1, 自旋注入2, 自旋霍爾效應(yīng)1,自旋注入動(dòng)機(jī)：自旋如電子電荷一樣傳遞信息?設(shè)想自旋場(chǎng)效應(yīng)晶體管“Spin MOS” ？自旋注入：鐵磁金屬-半導(dǎo)體放大、調(diào)控-22,自旋霍爾效應(yīng)尋找自旋流半導(dǎo)體薄膜光學(xué)克爾效應(yīng)xKerr rotation (|irad)0-1-40-2002040Magnetic field (mT)(pai