巨磁电阻

概念定义

巨磁电阻又称巨磁阻、特大磁电阻，英文名称为 Giant Magneto Resistance，简称 GMR。它描述材料或薄膜结构在周围磁场作用下出现显著电阻变化的现象：当巨磁电阻结构周围存在磁场时，其电阻会大幅下降。磁场变化因此能够转换为可检测的电阻变化。

工作原理

巨磁电阻以磁场作为影响电阻状态的外部条件。没有相应磁场作用与存在磁场作用时，结构呈现不同的电阻状态；检测电阻变化，便可判断其所处磁场的变化。GMR 磁头正是利用这种磁场与电阻之间的对应关系读取磁性信息。

技术构成

巨磁电阻可出现在磁性多层膜和颗粒膜结构中。用于磁头的 GMR 结构由导电材料和磁性材料薄膜组成，可划分为四个部分：传感层、非导电中介层、磁性栓层和交换层。传感层承担磁场感测作用，各薄膜层共同形成能够随外部磁场改变电阻的结构。

磁性多层膜通过多个功能层构成完整的感测单元；颗粒膜则是巨磁电阻现象可以出现的另一类结构。两者说明 GMR 并不局限于单一薄膜形态，其实现方式可依具体材料结构而异。

应用场景

巨磁电阻可用于磁头，将磁性介质产生的磁场变化转化为电阻变化，再由读取系统识别相应信号。与 AMR 技术磁头相比，GMR 磁头的灵敏度高两倍以上，因此能够对磁场变化作出更明显的电阻响应。除具体读取结构外，GMR 的核心用途是作为磁场感测机制，为需要把磁场状态转换成电信号的装置提供检测基础。