magnetorresistencia gigante - Wikilingue - Encydia
A magnetorresistencia gigante (em inglês, Giant Magnetoresistance Effect ou GMR) é um efeito mecânico cuántico que se observa em estruturas de filme delgada compostas de capas alternadas ferromagnéticas e não magnéticas. Manifesta-se em forma de uma baixada significativa da resistência eléctrica observada baixo a aplicação de um campo magnético externo: quando o campo é nulo, as duas capas ferromagnéticas adjacentes têm uma magnetización antiparalela já que estão submetidas a um acoplamento ferromagnético débil entre as capas. Baixo efeito de um campo magnético externo, as magnetizaciones respectivas das duas capas alinham-se e a resistência da multicapa cai de maneira súbita. Os spines dos elétrons da substância não magnética se alinham em igual número de maneira paralela e antiparalela ao campo magnético aplicado, e por tanto sofrem uma mudança de difusão magnética em uma menor medida com respeito às capas ferromagnéticas que se magnetizan de forma paralela.
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Descoberta
Este efeito foi descoberto de forma independente em 1988 por uma equipa liderada por Peter Grünberg do Jülich Research Centre em capas cristalinas de Fé/Cr/Fé, os quais possuem a patente, e em capas de Fé/Cr pelo grupo de Albert Fert da Universidade de Paris-Sur, quem pela primeira vez observaram o fenómeno nas multicapas que deu lugar ao nome e que primeiramente explicaram a física subjacente.
Uma equipa de IBM liderado por Stuart Parkin reconheceu rapidamente as possibilidades de utilização do efeito para um sensor de campo magnético e, portanto, para a cabeça de leitura em um disco duro de computador e replicou o efeito em capas policristalinas em 1989 . Em dezembro de 1997 IBM libertou ao mercado o primeiro dispositivo comercial baseado neste efeito.
A descoberta desta tecnologia supôs pára Peter Grünberg e Albert Fert o Prêmio Nobel de Física do ano 2007.
Tipos de fenómenos GMR
Magnetorresistencia gigante nas multicapas
Neste caso, ao menos duas capas ferromagnéticas estão separadas por um filme ultradelgada (cerca de 1 nanómetro) de metal não ferromagnético (por exemplo, duas capas de ferro separadas pelo cromo: Fé / Cr / Fé). Para certas espessuras, o acoplamento RKKY entre as capas ferromagnéticas adjacentes, faz-se um acoplamento antiferromagnético: a nível energético, faz-se preferível para as capas adjacentes que suas magnetizaciones respectivas se alinhem de maneira antiparalela. A resistência eléctrica do dispositivo normalmente é maior no caso antiparalelo, e a diferença pode atingir várias dezenas de percentuais a temperatura ambiente. Nestes dispositivos, a capa intermediária corresponde ao segundo bico antiferromagnético na oscilação antiferromagnético-ferromagnético do acoplamento RKKY.
A magnetoresistencia gigante foi observada pela primeira vez em uma configuração multicapa, trabalhando-se com empilhamentos de 10 ou mais capas.
Magnetorresistencia gigante de válvula de spin
No GMR de válvula de spin duas capas ferromagnéticos estão separadas por uma capa não magnética (aproximadamente 3 nm), mas sem acoplamento RKKY. Se o campo coercitivo de ambos eléctrodos ferromagnéticos é diferente, é possível os comutar independentemente. Assim, podemos realizar um alinhamento paralelo ou antiparalela, e a resistência deve ser maior no caso antiparalelo. Este sistema é às vezes chamado válvula de espín já que permite controlar o espín dos elétrons que circulam.
Esta é a que apresenta maior interesse comercial já que é a configuração usada na maioria dos discos duros.
Magnetorresistencia gigante granular
O magnetoresistencia gigante granular é um fenómeno que se produz em precipitados sólidos de materiais magnéticos em uma matriz não magnética. Na prática, o GMR granular é observado unicamente em matrizes de cobre que contêm gránulos de cobalto . A razão disso é que o cobalto e o cobre não são miscibles, e por tanto é possível criar precipitado sólido arrefecendo rapidamente uma mistura em fusão de cobre e cobalto. A talha dos gránulos depende da velocidade de enfriamiento e do recozido posterior. Os materiais que mostram uma magnetoresistencia gigante granular não parecem em 2005 capazes de reproduzir os efeitos tão importantes como os apresentados pelos formados a partir de multicapas.
Aplicações
Outra aplicação é a memória de acesso aleatório magnética não volátil.
