諾貝爾獎
阿爾貝·費爾和彼得·格林貝格爾巨磁阻到底是什麼？巨磁阻又稱特大磁電阻，龐磁電阻等~其MR(磁電阻)可高達10^6%！
諾貝爾評審會主席佩爾·卡爾松用比較通俗的語言解答了這個問題。他用兩張圖片的對比說明了巨磁阻的重大意義：一台1954年體積占滿整間屋子的電腦，和一個如今非常普通、手掌般大小的硬碟。正因為有了這兩位科學家的發現，單位面積介質存儲的信息量才得以大幅度提升。目前，根據該效應開發的小型大容量硬碟已得到了廣泛的套用。
正如一位中國科研人員所言：“看看你的計算機硬碟存儲能力有多大，就知道他們的貢獻有多大了。”或許我們這才明白，司空見慣的筆記本電腦、MP3、隨身碟等消費品，居然都閃爍著耀眼的科學光芒。諾貝爾獎並不總是代表著深奧的理論和艱澀的知識，它往往就在我們身邊，在我們不曾留意的日常生活中.
發現過程
三個Fe／Cr超晶格在4.2K低溫下的磁電阻實驗曲線概念簡介
所謂巨磁阻效應，是指磁性材料的電阻率在有外磁場作用時較之無外磁場作用時存在巨大變化的現象。巨磁阻是一種量子力學效應，它產生於層狀的磁性薄膜結構。這種結構是由鐵磁材料和非鐵磁材料薄層交替疊合而成。當鐵磁層的磁矩相互平行時，載流子與自鏇有關的散射最小，材料有最小的電阻。當鐵磁層的磁矩為反平行時，與自鏇有關的散射最強，材料的電阻最大。上下兩層為鐵磁材料，中間夾層是非鐵磁材料。鐵磁材料磁矩的方向是由加到材料的外磁場控制的，因而較小的磁場也可以得到較大電阻變化的材料。
利用兩流模型來解釋巨磁電阻效應磁碟片上的磁塗層是由數量眾多的、體積極為細小的磁顆粒組成，若干個磁顆粒組成一個記錄單元來記錄1比特（bit）信息，即0或1。磁碟片的每個磁碟面都相應有一個磁頭。當磁頭“掃描”過磁碟面的各個區域時，各個區域中記錄的不同磁信號就被轉換成電信號，電信號的變化進而被表達為“0”和“1”，成為所有信息的原始解碼。
伴隨著信息數位化的大潮，人們開始尋求不斷縮小硬碟體積同時提高硬碟容量的技術。1988年，費爾和格林貝格爾各自獨立發現了“巨磁電阻”效應，也就是說，非常弱小的磁性變化就能導致巨大電阻變化的特殊效應。
這一發現解決了製造大容量小硬碟最棘手的問題：當硬碟體積不斷變小，容量卻不斷變大時，勢必要求磁碟上每一個被劃分出來的獨立區域越來越小，這些區域所記錄的磁信號也就越來越弱。藉助“巨磁電阻”效應，人們才得以製造出更加靈敏的數據讀出頭，使越來越弱的磁信號依然能夠被清晰讀出，並且轉換成清晰的電流變化。
最早的磁頭是採用錳鐵磁體製成的，該類磁頭是通過電磁感應的方式讀寫數據。然而，隨著信息技術發展對存儲容量的要求不斷提高，這類磁頭難以滿足實際需求。因為使用這種磁頭，磁致電阻的變化僅為1％～2％之間，讀取數據要求一定的強度的磁場，且磁軌密度不能太大，因此使用傳統磁頭的硬碟最大容量只能達到每平方英寸20兆位。硬碟體積不斷變小，容量卻不斷變大時，勢必要求磁碟上每一個被劃分出來的獨立區域越來越小，這些區域所記錄的磁信號也就越來越弱。
1997年，全球首個基於巨磁阻效應的讀出磁頭問世。正是藉助了巨磁阻效應，人們才能夠製造出如此靈敏的磁頭，能夠清晰讀出較弱的磁信號，並且轉換成清晰的電流變化。新式磁頭的出現引發了硬碟的“大容量、小型化”革命。如今，筆記本電腦、音樂播放器等各類數碼電子產品中所裝備的硬碟，基本上都套用了巨磁阻效應，這一技術已然成為新的標準。
瑞典皇家科學院的公報介紹說，另外一項發明於上世紀70年代的技術，即製造不同材料的超薄層的技術，使得人們有望製造出只有幾個原子厚度的薄層結構。由於數據讀出頭是由多層不同材料薄膜構成的結構，因而只要在“巨磁電阻”效應依然起作用的尺度範圍內，科學家未來將能夠進一步縮小硬碟體積，提高硬碟容量。
物理機理
當磁矩平行(a)和反平行(b)時的等效電阻當磁矩平行和反平行時相應的態密度示意圖。當兩個鐵磁層磁矩平行時(圖2(a))，兩邊費米能級處自鏇向下的電子數都較多，因此在兩個鐵磁／非磁界面受到的散射很弱，是低電阻通道，表示為2RL(其中2表示受到兩個界面散射)；相反，自鏇向上的電子數較少，因此在兩個鐵磁／非磁界面受到的散射很強，是高電阻通道，表示為2RH。根據兩自鏇電流模型，相應的等效電阻如右圖所示。
所以，總電阻為2RLRH／(RL+RH)。當兩個鐵磁層磁矩反平行時(圖2(b))，左邊鐵磁電極費米能級處自鏇向下的電子數較多，對自鏇向下的電子，在穿過第一個鐵磁／非磁界面時受到的散射較弱，是低電阻態，RL；但是在第二個鐵磁層中，自鏇向下的電子態密度較少，在鐵磁／非磁界面受到的散射很強，是高電阻態RH，因此，自鏇向下的通道的總電阻就是(RL+RH)。相似的，對自鏇向上的電子通道，電子在兩個界面處分別受到強散射和弱散射，總電阻為(RL+RH)，如圖3(b)所示，總電阻為(RL+RH)／2。所以，磁電阻的大小為：
巨磁電阻效應實際套用
巨磁阻效應自從被發現以來就被用於開發研製用於硬磁碟的體積小而靈敏的數據讀出頭（ReadHead）。這使得存儲單位元組數據所需的磁性材料尺寸大為減少，從而使得磁碟的存儲能力得到大幅度的提高。第一個商業化生產的數據讀取探頭是由IBM公司於1997年投放市場的，到目前為止，巨磁阻技術已經成為全世界幾乎所有電腦、數位相機、MP3播放器的標準技術。
高轉速大容量硬碟阿爾貝·費爾和彼得·格林貝格爾所發現的巨磁阻效應造就了計算機硬碟存儲密度提高50倍的奇蹟。單以讀出磁頭為例，1994年，IBM公司研製成功了巨磁阻效應的讀出磁頭，將磁碟記錄密度提高了17倍。1995年，宣布製成每平方英寸3Gb硬碟面密度所用的讀出頭，創下了世界記錄。硬碟的容量從4ＧB提升到了600ＧB或更高。
目前，採用SPIN-VALVE材料研製的新一代硬碟讀出磁頭，已經把存儲密度提高到560億位/平方英寸，該類型磁頭已占領磁頭市場的90%～95%。隨著低電阻高信號的TMR的獲得，存儲密度達到了1000億位/平方英寸。
2007年9月13日，全球最大的硬碟廠商希捷科技（SeagateTechnology）在北京宣布，其旗下被全球最多數字視頻錄像機（DVR）及家庭媒體中心採用的第四代DB35系列硬碟，現已達到1TB（1000GB）容量，足以收錄多達200小時的高畫質電視內容。正是依靠巨磁阻材料，才使得存儲密度在最近幾年內每年的增長速度達到3～4倍。由於磁頭是由多層不同材料薄膜構成的結構，因而只要在巨磁阻效應依然起作用的尺度範圍內，未來將能夠進一步縮小硬碟體積，提高硬碟容量。
除讀出磁頭外，巨磁阻效應同樣可套用於測量位移、角度等感測器中，可廣泛地套用於數控工具機、汽車導航、非接觸開關和鏇轉編碼器中，與光電等感測器相比，具有功耗小、可靠性高、體積小、能工作於惡劣的工作條件等優點。目前，我國國內也已具備了巨磁阻基礎研究和器件研製的良好基礎。中國科學院物理研究所及北京大學等高校在巨磁阻多層膜、巨磁阻顆粒膜及巨磁阻氧化物方面都有深入的研究。中國科學院計算技術研究所在磁膜隨機存儲器、薄膜磁頭、MIG磁頭的研製方面成果顯著。北京科技大學在原子和納米尺度上對低維材料的微結構表征的研究及對大磁矩膜的研究均有較高水平。
來自劍橋大學的一位物理學家TonyBland介紹說：“這些材料一開始看起來非常玄秒，但是最後發現它們有非常巨大的套用價值。它們為生產商業化的大容量信息存儲器鋪平了道路。同時它們也為進一步探索新物理——比如隧穿磁阻效應（TMR:TunnelingMagnetoresistance）、自鏇電子學（spintronics）以及新的感測器技術——奠定了基礎。但是大家應該注意到的是：巨磁阻效應已經是一種非常成熟的舊技術了，目前人們感興趣的問題是如何將隧穿磁阻效應開發為未來的新技術寵兒。”
