GIẢI NOBEL VẬT LÝ NĂM 2007 docx

GIẢI NOBEL VẬT LÝ NĂM 2007
Albert Fert
(1938-)
PeterGrunberg
(1939-)
Gadolini là một chất sắttừ mà ở đó, các mômentừ có nguồn gốc từ các
electron4fđịnh xứ trên từng nguyên tử có cấu hình4f7. Nghĩa là tất cả cácmômen
từ 4f chỉ theo cùng một hướngvà baoquanh các mômennày có 3 electron dẫn ứng
với một nguyên tử mà nó dàn xếptươngtác giữa các mômen từ 4f. Năm 1986
Majkrzakvàcộng sự côngbố một công trìnhvề siêu mạngcủa Gd/Y/Gd trongđó
họ thông báo một sự sắp xếp mômen từ phản songsong giữa cáclớp Gdđối với
trường hợp của 10 đơn lớp của Y.Có thể giải thích điều này bằng cách là một lớp
Gd sắt từ cảm ứng một sự phân cựcspin dao động của kimloạiYkhôngtừ thông
thường và lớp Gdthứ hai xảy ra tại khoảng cách có sự sắpxếp phản sắt từ.
Grunberg và cộng sự phát hiện ra mộtmột sự liên kết phản sắt từ giữa các lớp sắt
đối với ba lớp Fe/Cr/Fe.Điều này cóthể được giải thích theo cách tương tự như
trường hợp của Gd/Y/Gd. Trong cả hai trường hợp, dobố trí hình học, có các đóng
góp quantrọngvào liên kết trao đổi giữacác lớp từ sự giao thoa lượng tử của các
sóng electron bị phản xạ tại các lớp từ. Có thể rútra kết luận là vaitrò quantrọng
của cácelectroncủa các lớp không từ là ở chỗ chúng cungcấp cơ chế liên kết giữa
các lớp từ.
Bước tiếp theo nhằmnghiên cứusự phụ thuộc của liên kết vàobề dày của
các lớp không từ trung gian. Một số nhóm nghiên cứu chỉ ra sự đổidấu với sự tăng
bề dày. Parkinđã nghiên cứukỹ về sự phụ thuộccủa tính chất dao động vào bề dày
của lớp không từ,sự phụ thuộc của nó vào vật liệu của lớp không từ cũng như vào
sự phụ thuộc của vật liệu của chính lớp từ. Parkinthực sự đã sử dụng hiệu ứng
GMR như một công cụ để nghiên cứu sự phụ thuộc này. Để tạo ra cácđa lớp, Parkin
sử dụng kỹ thuật lắngđọng phún xạ manhêtron.Nhờ phươngphápnày, có thể chế
tạo một số lớn mẫu trong các điều kiện có thể so sánhvới nhau. Công trình này
đóngvai trò quantrọngtrong sự phát triển tiếp theo của hiệu ứngGMR vào một
thiết bị cụ thể.

Xét một ví dụ về loại hệ đơn giản nhấttrong đó xuất hiện từ trở khổng lồ. Nó
bao gồm một lớp kimloại không từ nằm giữa hailớp kim loại từ. Trong vật liệu từ
và đặc biệt làtại giao diện giữa vật liệu từ và vật liệu khôngtừ, các electronvới các
spin khác nhau bị tán xạ khác nhau. Ta sẽ xemxét trường hợptrong đó các
electrontán xạ nhiều hơnnếu spincủa chúnglàphản songsongvới hướng chung
của sự từ hóa. Điều này ngụ ý rằng trở kháng đối với các electron có spinphản
song songvớihướngtừ hóa sẽ lớn hơn trở kháng đốivới cácelectron có spin song
song với hướng từ hóa.Khi các electron đivào vật liệu khôngtừ, chúng đều bị tán
xạ giốngnhau không phụ thuộc vào hướngspin của chúng. Tại giao diện thứ haivà
trong lớp vật liệu từ thứ hai,cácelectron với spin phản song songlại một lần nữa
bị tán xạ nhiềuhơn so với các electronvới spinsongsong.
Trongtrường hợpkhi cả hai lớp vật liệu từ bị từ hóa theocùng mộthướng,
hầu hếtcác electron sẽ có spinsong song và chuyển độngdễ dàng quacấu trúc.
Tổngtrở kháng trong trườnghợpnày là thấp. Tuy nhiên, nếu những sự từ hóa của
hai lớplà đối nghịch, tất cả các electronsẽ ở trong trạngthái cóspin phản song
song ở một trong hai lớp. Điềuđó có nghĩa là không có các electron có thể chuyển
độngdễ dàng quahệ và tổng trở kháng trong trường hợp này là cao.Bâygiờ,ta
thử sử dụng cấu trúcnày trong một đầu đọc để quét một đĩa cứng. Sự từ hóa của
lớp vậtliệu từ thứ nhất bị cố định trong lúc sự từ hóa của lớp vật liệu từ thứ haicó
thể tự dochuyển động và do đó có thể bị ảnhhưởng bởi sự thay đổi của các từ
trường lên đĩa cứng. Sự từ hóa của hailớp vật liệu từ trong đầu đọc khi đó sẽ luân
phiêntheo hướngsong song và phản songsong vớinhau. Điều này sẽ dẫnđến sự
thayđổi trở kháng và dòng điệnqua đầuđọc. Nếu dòng điện là tínhiệu rời khỏi
đầu đọc, dòng điện mạnh cóthể biểu thị giá trị nhị phân của 1và dòng điện yếu có
thể biểu thị giá trị nhị phân của0.
Có thể giải thích trở kháng củamột thiết bị GMRtrong đó mô tả cấu hình từ
của một đa lớp gồm một lớp không từ kẹpgiữa hai lớp sắt từ cùng với mật độ
trạngthái electrontương ứngđối với hailớp sắt từ. Khi không cómặt từ trường,
hai lớpsắt từ đượctách dời với nhautheo một cách sao cho chúngcó các hướng từ
hóa ngược nhau.Khi có mặt từ trường, những hướng từ hóa của hailớpsắt từ sẽ

song songvớinhau. Một dòng điện đi qua hệ đối vớicả hai cấu hình. Dòng điện đi
qua lớpsắttừ bao gồm hailoại là dòng điện của các electronvới spin lên và dòng
điện củacác electronvới spinxuống. Trở kháng đốivới haidòng điệnnày sẽ khác
nhau. Khi một electronrời khỏi lớp sắt từ thứ nhất vàđi vào lớp khôngtừ, xuất
hiện cácquátrình tánxạ bổ sungvà dođó sinh ra trở kháng phụ.Do cáchạt với
spin lênvà spinxuống có mật đọ trạng thái khác nhauở mức Fermi (hayđúng hơn
chúng có nguồngốc từ các mức năng lượng có đặctính khác nhau),trở kháng
khôngchỉ trong các lớp sắt từ mà còncả trở kháng cónguồn gốctừ giao diệngiữa
lớp sắt từ và lớp không từ sẽ khác nhau đối với loại spin. Bên trong lớp không từ,
các spinlênvà spin xuống sẽ chịu cùng trở kháng nhưng nóichung, trở kháng này
là thấp so với cáctrở kháng trong cáclớp sắt từ vàcácgiao diện giữa lớp sắt từ và
lớp không từ và ở đây có thể bỏ qua.
Khi các electron đi vào lớp sắt từ thứ hai,chúnglại chịu sự tán xạ phụ thuộc
vào spintại giao diện giữa lớp sắttừ và lớp không từ. Cuối cùng, các electronvới
spin lênvà spinxuống đi qua lớp sắt từ thứ haivớicùngtrở khángnhư trong lớp
sắt từ thứ nhất vàtrở khángnày dĩ nhiên sẽ khác nhau đốivớihai loại spin. Để đơn
giản, trở kháng đối với các electron vớispin lên (xuống)qua lớp sắt từ và tán xạ tại
giao diện với lớp không từ được ký hiệu là R (R¯ ). Như vậy,khi hai lớp có các sự
phân cựcspin và các hướngtừ hóa songsong, nghĩa làkhi có mặt từ trườngngoài,
trở kháng là 2Rđối với kênh spinlên và 2R¯ đối với kênh spinxuống.Sự bổ sung
trở kháng đối với cấu hìnhdòng điện song songdẫn đến tổng trở khi có mặt từ
trường ngoài RH = 2RR¯ /(R + R¯ ).
Trongtrường hợpkhôngcó từ trường ngoài (H = 0), cấu hình giữa hai lớp
từ là phản song song. Tuynhiên, khi mộtelectron với spin lên đi vàotrong lớp sắt
từ thứ hai,tự nó rơi vào tình huống đảo ngượchoàn toàn mà ở đó, các điều kiện
bây giờ chính xác làgiốngnhư đối với electronvới spin xuốngtrong lớp sắttừ đầu
tiên. Như vậy, hạt với spin lên chịumộttổngtrở là R + R¯ . Hạt với spinxuống sẽ
chịu ảnh hưởng theo cách tương tự (nhưngngược lại) và trở khángcủa nó sẽ là
R¯ + R. Do đó, tổng trở sẽ là R0 = (1/2)(R+ R¯ ).Sự khác biệttrở kháng giữa hai
trường hợp (cótừ trường vàkhôngcó từ trường) là D R = RH– R0 = - (1/2)(R -

R¯ )2/(R + R¯). Sự khác biệt giữa R vàR¯ càng lớn thì từ trở âm càng lớn. Hiệu ứng
từ trở sinhra từ sự khácbiệt về tính chất trở kháng củacác electron với spin lên
và các electron với spin xuống.
Do từ trở liên quan đếnđộ dẫn điện,rõ rànglà nó liên quan đến dáng điệu
của cácelectrontại bề mặt Fermi (được xác định bởi năng lượng Fermi). Mật độ
trạngthái (DOS)tại năng lượngFermi càng bị phân cực spin, nghĩa là N (EF) càng
bị lệch khỏi N¯(EF), người ta hi vọng hiệu quả của các hiệu ứngtừ trở càng rõ rệt
hơn. Vì thế, người ta quantâm đếnmộtlớp cácvật liệugọi là các bán kim –một
khái niệm do Groot và cộngsự đưa ra.Một tính chất như thế sauđó đã được dự
đoán bằng lý thuyết đối với CrO2 bởi Schwarz vào năm 1986.Tên bán kimcó
nguồngốc từ đặc tính là vùng spinlên là kim loại trong khivùng spinxuống là một
điện môi. Điều nàyđượcchỉ ra bằng sơ đồ trên hình 6và rõ ràng là có 100%sự
phân cựcspin tại mức Fermi. Dự đoán lýthuyết đối với CrO2 đã được thực nghiệm
xác nhận.
Đối với một ba lớp của haibán kim sắt từ với một lớp kim loại khôngtừ nằm
giữachúng, có thể dễ dàng xác địnhcơ chế hoạt động củahiệuứng GMR. Khi
những hướng từ hóa củahai bán kim làsong songvới nhau,xuất hiện một dòng
điện loại trừ các electron với spinxuống. Tuynhiên, đối vớinhững hướng từ hóa
phản songsong,kênhspin xuống sẽ khóa hoàntoàn đối với sự dẫn điện. Một từ
trường mà nócó thể chuyển giữa hai cấu hình này sẽ sinhra một sự thay đổi trở
kháng lớn. Mộttừ trở tăng cườngđối với bán kimCrO2 đã được xác nhận bằng
thực nghiệm bởi Hwang và Cheong.
Các ứng dụng của GMRđã tạo ra mộtcuộc cách mạng trong các kỹ thuật tìm
lại dữ liệu từ các đĩa cứng. Kỹ thuật điện tử thu nhỏ luôn luôn là một vấnđề thách
thức trong thế giới công nghệ thông tin hiện nay. Việc bổ sunghàng năm vào thị
trường của các máy tính ngày càngnhẹ hơn và mạnh hơn là một cái gì đó màtất cả
chúng ta coi như một điều dĩ nhiên. Đặc biệt là các đĩa cứng bị co lại. Một cái hộp
kềnhcàng ở dưới cái bàn của bạn sẽ sớm khôngcòn nữakhi cùng một lượng dữ
liệu cũngcó thể dễ dàng được lưu trữ trong một máy tính nhỏ hơn.Gần đây, dung
lượng lưutrữ cực đại của các đĩa cứng đạt tớiterabyte(một nghìn tỷ byte). Thực

tế là cuộc cách mạng công nghệ thông tin đang diễnra trênthế giới phụ thuộc vào
sự tác độngqua lại phức tạp giữa tiến bộ khoa học cơ bản và điều chỉnh kỹ thuật
tinh tế.
Hiệu ứngGMR được phát hiện nhờ các kỹ thuật mớitrong những năm 1970
nhằmtạo ra các lớp rất mỏng cácvật liệu khác nhau.Khi GMR hoạt động, có thể tạo
ra các cấu trúc nanobaogồm các lớp chỉ có bề dàybằng một vài lớp nguyên tử.Các
cấu trúccó kích thước nanomét thường có những tínhchất vậtliệuhoàn toàn mới
khôngchỉ về tính chất từ và độ dẫn điệnmà còn cả các tínhchất cơ học, quanghọc
và hóa học của vật liệu. Dođó, GMRcũng có thể xem như một trongcác ứngdụng
thực tế đầu tiên của lĩnh vựccông nghệ nanođầy triển vọngđang diễn ra trên thế
giới. Chính côngnghệ nano đemlại các đầu đọc nhạy cho các đĩa cứng compăc.
Vào giữa những năm 1980,các nhàkhoa học trong lĩnh vực nghiên cứu từ
nhậnra những khả năng mớitrong việc tạo racác lớp có kích thước nanomét. Hai
nhóm nghiên cứu của Albert Fertvà Peter Grunberg độclậpvới nhaupháthiện ra
các vật liệu có từ trở rất lớn. Các vật liệu này đượcgọi làcác đa lớp từ trong đó các
kim loạisắttừ và không từ nằm xenkẽ với nhau (hình 8). Bề rộng của các lớp
riêng có kích thướccỡ nanomét, nghĩalà có bề dày khoảng một vài lớp nguyên tử.
Fertvà các cộng sự phát hiện ra đa lớp ở dạng (Fe/Cr)n trong đó n có thể lên tới
60. Để dẫn tớithành công, họ buộc phải làm việctại gần chân không và sử dụng các
chất khí có áp suất rất thấp tươngứng của sắt và crom. Bằng cách làm như vậy, các
nguyêntử dần dần tấn công lẫn nhau tới bề mặt và chophép xây dựng các lớp có
bề dày cỡ một vài lớp nguyêntử.Bằng cách tương tự,nhóm của Grunbergphát
hiện rahệ ba lớp Fe/Cr/Fe.
Một phần do Fert sử dụng nhiều lớphơn nên ông thu được sự thay đổi từ
trở lớn hơn so với Grunberg. Nhóm của Fert quansát thấy một sự thay đổi trở
kháng phụ thuộc vào sự từ hóa lên tới 50% trongkhi nhóm của Grunberg quansát
thấysự thay đổi này lớn nhất là 10%.Cụ thể hơn, các phép đo từ trở ở nhiệtđộ rất
thấp(4,2K) donhómcủa Fert thực hiện trên hệ đa lớp (Fe/Cr)nchỉ ra một sự giảm
trở kháng lêntới 50%khi chịu tác dụngcủa từ trường trong khicác phép đo từ trở
ở nhiệt độ thấp (nhiệtđộ phòng) do nhóm củaGrunberg thực hiện trên hệ ba lớp

Fe/Cr/Fevới ba lớp sắt được tách ra bởi hailớp crom chỉ ra một sự giảm trở
kháng lớn nhất là10%.Tuy nhiên,hiệu ứng cơ bản và hiệntượngvật lý lànhư
nhau trong cả haitrường hợp. Cả hainhóm nhận thấy rằng họ đã quan sátthấy
một hiện tượnghoàn toàn mới. Đối với từ trở truyền thống, khôngcó người nào
ghi nhận được sự thay đổitrở kháng lớn hơn vài phần trăm. Fertlà ngườiđầu tiên
đưa ra thuật ngữ “từ trở khổng lồ” để mô tả hiệu ứng mới và trong công trình đầu
tiên của mình về vấn đề này, ông đã chỉ ra rằng phát minh từ trở khổng lồ có thể
dẫn đến nhữngứng dụngquan trọng. Grunberg cũngnhậnra tiềm năng thựctế
của hiện tượngmới và đăng ký xincấp bằng phátminh về từ trở khổng lồ. Từ
chínhthời điểm phát hiện ra từ trở khổng lồ,lĩnh vực nghiên cứu từ đối với màng
mỏnghoàn toàn chuyểnhướng thành từ điện tử học (magnetoelectronics).
Tuy nhiên, để công nghệ mới đượcthươngmại hóacần phảitìm ra quitrình
công nghệ mangtính công nghiệp để tạo ra cáclớp. Kỹ thuật do Fertvà Grunberg
sử dụng (có tên gọi là epitaxi)làrất khókhăn,giá thành cao và chỉ phù hợp tốt với
một phòng thí nghiệm nghiên cứu chứ không phải làmột quá trình côngnghệ trên
quy môlớn. Vì thế, bướcquan trọng tiếptheo để thương mại hóacông nghệ GMR
xảy ra khiStuartParkin– một người Anhlàmviệc ở Mỹ chứng minhrằngcó thể
đạt được hiệuứng GMR bằng cáchsử dụng một công nghệ đơngiảnhơn nhiều gọi
là sự phún xạ. Hiệu ứng GMRthực tế không phụ thuộc vào các lớp rất hoànhảo.
Điều nàycó nghĩa là các hệ GMRbâygiờ có thể được tạo ra trongmột quátrình
công nghiệp. Quá trình côngnghiệp kết hợp với độ nhạy cao củacác đầu GMR làm
cho côngnghệ mới trở thànhcôngnghệ tiêu chuẩntrong các đĩa cứng rất nhanh
chóng saukhi đầuGMRthương mại đầutiên được sản xuất năm 1997.
Phát minhGMRcũng đóngmộtvaitrò chínhtrong các bộ cảm biến từ khác
nhau cũngnhư đối với sự phát triển của một thế hệ mớitrong điện tử học hay
khoa họcnghiên cứu điệntử (electronics). GMR không chỉ là mộtbước đột phá đối
với việcđọc thông tin xếp chặt từ các đĩa cứng (và đối với cácbộ cảm biến từ trong
các ứng dụng khác). Điềulý thú không kém là công nghệ mới có thể đượccoi như
bướcđầu tiên trong sự pháttriển củaloại điện tử học hoàn toàn mới gọi là khoa
học nghiên cứu spin(spintronics).Spintronics nghiêncứu sử dụngspincủa

electronchứ không chỉ điện tích electron như trongđiện tử học truyềnthống.Một
điều kiện tiênquyết chung của spintronics được cungcấp bởi các kích thước nhỏ
do côngnghệ nano tạo ra. Hướng của spinelectron chỉ có thể được duy trì qua các
khoảng cách rấtngắn. Trong cáclớp dàyhơn, hướng của spinsẽ thay đổi trước khi
có thời gianđể sử dụng các tính chất riêng rẽ của các electron với spinkhácnhau
(giống như trở khángcao hơn hoặc thấp hơn).
Theo sauGMR,người taxây dựng một hệ tương tự khi sử dụng mộtvật liệu
cách điện thay cho kim loại không từ nằmgiữa hai lớp kim loại từ. Không có dòng
điện nàocó thể đi qualớp cách điện nhưngnếu lớpcách điện đủ mỏng cỡ một vài
lớp nguyên tử thì các electroncó thể đi qua nó khisử dụng một hiệu ứngcơ học
lượng tử gọi là hiệu ứngxuyên hầm (tunnen)(hình 10). Do đó, hệ mới này được gọi
là từ trở xuyên hầm (TMR).Theo cách này, dòng điện có thể đi quamộtđa lớp gồm
các lớp kim loại và điện môi nằmxen kẽ với nhau. Công trìnhđầu tiên về một hệ
như thế là công trìnhcủa Julliere. Công trìnhnày được thực hiện đối với một lớp
chuyển tiếp ba lớp Fe/Ge vô địnhhình/ Co. Các thực nghiệm được tiến hành ở
nhiệt độ thấp và tạo ra một sự thay đổi trở kháng lên tới 14%.Nhờ TMR, có thể tạo
ra mộtsự khác biệt trở kháng thậmchí lớn hơn bởi những từ trườngrất yếuvà thế
hệ mới nhất của cácđầu đọcsử dụng côngnghệ này.
Công trình tiếp theo về TMR doMaekawavà Gafvert thực hiệntrên lớp
chuyển tiếp Ni/ NiO/chất sắttừ (chất sắt từ làFe, Co và Ni).Họ phát hiện sự thay
đổi từ trở cỡ một vài phần trăm ở các nhiệt độ thấp. Haicôngtrình nói trên không
được thông báotrongmột thời gian dài. Thực tế là chỉ sauphát minh của Fertvà
Grunberg, người ta mới quantâmtrở lại các loại hệ này. Mộtbước tiến quan trọng
xảy ra năm 1995.Nhóm của Mooderađã đo được các lớp xuyên hầmtrên hệ
CoFe/Al2O3/ Co (hoặc NiFe) và pháthiện thấynhữngthayđổi trở kháng là 24%
tại 4,2K và 12% tại nhiệt độ phòng.Tương tự, Miyazawa và Tesukasử dụng hệ
Fe/Al2O3/ Fe và phát hiệnnhững thay đổi trở kháng tươngứng là 30%và18%
tương ứng ở 4,2K và nhiệt độ phòng. Hiệnnay, nói chungcó thể tìm thấy những
thayđổi cỡ 50%ở nhiệt độ phòng. Gần đây, hệ Fe/MgO/Fecó thể đạt tới các giá trị
TMR vượt quá 200%.

Một ứng dụng khác của spintronicsmà nó cũng bắt đầu nổi lên là mộtbộ
nhớ hoạt động từ gọi là MRAM.Để bổ sungcho đĩacứngmà ở đó thông tin được
lưu trữ một cách vĩnh cửu, các máytính cần một bộ nhớ làm việc nhanh hơn.
Ngườita thườnggọi nó là RAM(RandomAccess Memory),nghĩa là bộ nhớ truy
cập ngẫu nhiên. Máy tính lưu trữ toàn bộ thông tin cần thiếttrong RAMcủa nó để
có thể xử lý thông tintronglúc nóđang làm việc. Nhượcđiểm của các bộ nhớ hoạt
độngchuẩntrong sử dụng hiện nay là ở chỗ chúng không thể lưu trữ bất kỳ thông
tin nào một cách vĩnh cửu. Khi có văn bản này, nó chỉ được lưu trữ trong RAM của
máy tính.Nếungắt nguồn điệnhoặc một ai đó tắt máy tính mà không lưu trữ, văn
bản khôngcòn nữa. Chỉ bằng cáchbấm núm“lưutrữ (save)” thì văn bản mới được
lưu trữ an toàntrênđĩa cứng.
Giá trị của MRAMlà ở chỗ có thể sử dụng TMR cả để đọc và để ghi thôngtin
và bằng cách đó tạo ra một bộ nhớ máy tính từ nhanh vàcó thể dễ dàng truy cập.
Do đó,MRAMcóthể được sử dụng như một bộ nhớ hoạt động trái với đĩacứng
chậm hơnnhưngnócũnglà một bộ nhớ vĩnh cửukhôngphụ thuộc vào nguồnđiện.
Điều đó có nghĩa là có thể phát triển MRAM thành một bộ nhớ vạn năng thay thế
cho RAMtruyền thống vàđĩa cứng. Tính compăc của một hệ như thế có thể được
chứng minhlà đặc biệtcó ích trong các hệ máytính gắnvào nhỏ,nghĩa là trong
mọicái từ các lò nhà bếp đến các ôtô tải.
Phát minhhiệu ứng GMR đối với cácđa lớptừ làm nảy sinh mối quan tâm
ngày càng lớn về việc tìm kiếm các hiệu ứng có liên quan trongsố các vật liệu khối.
Nhóm của von Helmoltphát hiện các hiệu ứng từ trở thậm chí lớn hơnGMR trong
các peropskit mangan. Cácvật liệu này đôi khiđược xemnhư làcác hệ hóa trị hỗn
hợp. Jinvà cộngsự cũng phát hiện ra cáchiệu ứngnày. Các hiệu ứng quan sát được
nói trên cũng gọi là từ trở khổng lồ (CMR)(Colossalmagnetoresistance). Các hệ
đặc biệt này thể hiện các tính chất khác thường rất phong phú mà ở đó, các tương
quan electron đóngmột vaitrò rất quantrọng.Tuy nhiên, không chắc là chúng sẽ
trở thành mối quan tâmcôngnghệ chủ yếu vì cáctừ trường đòi hỏi rất cao.
Ở đây chúng tôi chỉ đề cập một ít trongmột số rất lớncác lĩnhvực nghiên
cứu khác nhau mà chúng thể hiệncác hướngnghiên cứu gầnđây hơn liên quan

đến cácvật liệu spin vàcác ứng dụng của chúng.Chẳng hạn như các chất bándẫn
từ. Nhóm của Ohnođã chỉ ra tiềm năng của các vật liệu này khisử dụng các chất
bán dẫn (Ga, Mn)As.Mộtlĩnhvực nghiên cứu khác liên quan đến phunspin từ
công trình của Johnson trên các hệ kim loại. Sự phunspin từ một chất sắt từ kim
loại vào trong một chất bán dẫn đã được thựchiện thành côngbởi Zhuvà cộngsự
và Hanbicki và cộng sự khisử dụng Fevà GaAs.Sự phunspin từ một chất bán dẫn
từ đến một chất bán dẫn không từ do nhóm của Ohnovà nhóm của Fiederlingthực
hiện. Câuhỏivề việc làmthế nào để các electronphân cực spincó thể đi vào một
vật liệu trong lúcduy trì sự phân cực spincủa chúnglàmột câu hỏi rất quantrọng.
Phát minhhiệu ứng GMR là cái mở cánh cửa đi vào một lĩnh vực công nghệ
hoàn toàn mới là magnetoelectonics(hay spintronics)trong đó sử dụngđến cả
spin vàđiện tích của electron.Công nghệ nanolà một điều kiện tiên quyết cho phát
minh GMR.Spintronicsđến lượt nó là lực đẩy chocác ứngdụng mới của côngnghệ
nano. Lĩnh vực nghiên cứu này là mộtví dụ rõ ràngkhácthường về việc làm cách
nào để khoahọc cơ bản và côngnghệ mới đan xenvàonhau vàtăng cường lẫn
nhau.
Phát minhGMRngay lập tức mở cánh cửa dẫn đến sự phong phú của các
khả năng khoa học và công nghệ mới trongđó bao hàmảnh hưởngrấtlớn đến kỹ
thuật lưu trữ dữ liệu và các bộ cảm biến từ. Hàng nghìn nhà khoa học trênthế giới
hiện nayđangnghiên cứu về các hiện tượng từ điện tử học. Câu chuyện về hiệu
ứng GMRlà một chứng minhrất tốt về việc làm thế nào để một phát minh khoa
học hoàn toàn bất ngờ có thể sinh racác công nghệ và các sảnphẩm thươngmại
hoàn toàn mới.