一 、巨磁电阻效应简介

磁电子学是一门以研究介观尺度范围内自旋极化电子的输运特性以及基于它的这些独特性质而设计、开发的在新的机理下工作的电子器件为主要内容的一门交叉学科。它研究的对象包括载流电子的自旋极化、自旋相关散射、自旋弛豫以及与此相关的性质及其应用等。

电子既是电荷的负载体，同时又是自旋的负载体。以研究、控制和应用半导体中数目不等的电子和空穴（即多数载流子和少数载流子）的输运特性为主要内容的微电子学是二十世纪人类最伟大的创造之一。但在这里自旋状态是不与考虑的，电子的输运过程仅利用它的荷电性由电场来控制。是否可以利用电子的自旋来操纵它的输运过程呢？这正是磁电子学所要研究的主要内容。

对巨磁电阻效应的研究就是磁电子学的一个重要内容。磁场作用于磁性多层膜中导电电子的自旋，导致膜电阻发生很大的变化。这种变化可以通过测量电阻或以电压方式反映出来。根据这种特点可以在许多领域得到应用.

二 、巨磁电阻效应的应用

科技服务于人类。科学技术只有同应用相结合才能发挥其“第一生产力”的作用并同时拥有强大的生命力。磁电子学的产生是巨大应用前景促进的结果，同时从其产生之初即为应用服务。到目前磁电子学的研究仍在世界范围轰轰烈烈地进行，它的应用已发展到计算机磁头、巨磁电阻传感器、磁随机存贮器等许多领域，随着对CMR、TMR原理的进一步研究和认识，必将开拓更为广阔的应用前景。鉴于磁电子学技术的新颖性和复杂性，对于磁电子学的研究仍在持续不断地进行，其应用现在还仅限于巨磁电阻（GMR）范围，以下对此作较为详尽的介绍。其新的应用日新月异，还望大家拭目以待。
1）GMR传感器可用来测量微小的位移及其相关的应用

GMR磁场传感器来探测被测物体的位移的原理是通过利用一永磁铁作为参照物，参照物相对于磁传感器的运动可等效为磁敏器件在均匀梯度的磁场中的移动，因此磁场传感器的输出则反映着磁场传感器或永磁铁的位移量。图5给出一圆柱磁钢及其周围的磁场分布。我们已研制出一种能同时探测X—Y方向位移的磁场传感器。由于采用集成技术，可使该磁场传感器小型化，同时提高了精度。这种传感器已成功运用在机器人及机械手的控制系统，并使其智能化和拿取、放置物体。另外也使机器人具有识别物体的功能。这种位移传感器也可用在电梯及相应的升降系统作为控制系统。此外，可以用GMR位移传感器改造某些传统的工业仪表，扩大其应用范围。例如，浮子流量计是一种得到广泛应用的非电量仪表，如果改用磁性浮子和外配一个GMR磁位移传感器，就能制成一个有电压输出的数字型位移传感器。在汽车发动机中，为了实现电子点火，往往需要精密坚固的位移传感器来测量发动机主轴的准确转角，决定点火时间。以前多用霍尔元件，现在完全可以用GMR替代，从而提高工作温度范围和降低磁场触发磁场的强度。GMR位移传感器也可用在精密机床上来提高机械加工的精度。活塞在气缸中的 运动情况也可以通过GMR位移传感器给探测出来。