Công nghệ thông tin dựa trên các vật liệu bán dẫn và vật liệu từ. Trong
đó, quá trình chuyển tải, thu nhận và xử lý thông tin được thực hiện nhờ việc sử
dụng thuộc tính điện tích của điện tử, đỉnh cao phát triển của điện tử truyền
thống (electronics) là tạo ra các linh kiện bán dẫn transistor, các mạch tích hợp.
Trong khi việc lưu trữ thông tin được thực hiện nhờ thuộc tính spin của điện tử
trong các đĩa cứng và đĩa mềm chế tạo bằng vật liệu từ. Như vậy, hai thuộc tính
quan trọng của điện tử là điện tích và spin đã được sử dụng một cách riêng lẻ
trong các linh kiện khác nhau.
Năm 1988, hai nhóm vật lý người Pháp Albert Fert và người Đức Peter
Gruenberg phát hiện hiệu ứng từ – điện trở khổng lồ (Giant MagnetoResistance
– GMR effects) – là hiệu ứng gây ra sự thay đổi mạnh của điện trở của vật liệu
theo chiều và cường độ của từ trường tác dụng lên cấu trúc màng mỏng từ đa
lớp sắt từ với lớp kim loại phi từ kẹp giữa; bản chất của hiệu ứng này là sự tán
xạ phụ thuộc spin của điện tử dẫn. Việc phát hiện hiệu ứng GMR đã cho phép
con người có thể sử dụng đồng thời cả hai thuộc tính của điện tử dẫn là spin và
điện tích vào việc xử lý và truyền thông tin trên một linh kiện – điều mà những
linh kiện bán dẫn điện tử truyền thống trước đây không thể thực hiện được.
Với việc phát hiện hiệu ứng GMR đã mở ra một hướng phát triển mới cho vật
lý và công nghệ nano, mở ra một nhánh mới của điện tử học – điện tử học spin
hay spintronics, và GMR cùng với TMR (hiệu ứng từ trở xuyên ngầm) là hai
trụ cột của spintronics. Mục đích chính của spintronics là sử dụng spin của điện
tử để chuyển đổi (mã hóa), mang (truyền tải) và nhận biết (phát hiện) thông
tin/tín hiệu.
Nhận thức được tầm quan trọng của GMR trong lĩnh vực spintronics đã
hướng em đến chọn lựa đề tài tiểu luận là :
“Hiệu ứng từ – điện trở khổng lồ (GMR) và hướng phát triển ”