磁隧道结机理及其应用研究
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［６］Ｔｓａｏ， Ｊ． ＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ ａｒｔｉｆａｃｔｓ ｉｎ ｍｕｌｔｉｍｏｄａｌｉｔｙ ｉｍａｇｅ ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｍａｘｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｕｔｕａｌ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ． Ｍｅｄ．Ｉｍａｇｉｎｇ， ２００３，２２：８５４￣８６４．
（上接第 88 页） 单目标的优化命题，而在实际工程应用中经常会碰 到很多多目标优化命题，PSO 在解决此类问题方面的研究还需要进一 步加强。
随着 PSO 算法和一些相关领域学科的发展，PSO 算法一定会大显 身手并有新的突破。本文希望读者能够对 PSO 算法原理、特点和应用范 围有初步的认识，从深度和广度上进一步研究和发展 PSO 算法。
ｉｓｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ ｖｏｌｕｍｅｓ Ｓｈｅｋｈａｒ， ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． Ｍｅｄ． Ｉｍａｇｉｎｇ，２００２，２１ （１）：９￣２２．
［８］Ｓｈｅｋｈａｒ，Ｒ．，Ｚａｇｒｏｄｓｋｙ，Ｖ．Ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｒｅｅ－ ａｎｄ ｆｏｕｒ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｍｅｄｉｃａｌ ｉｍａｇｅｓ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｖｏｘｅｌ ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ． Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｉｃｓ， ２００３，２３（６）：１６７３￣１６８１．
［３］Ｓｈｉ Ｙ， Ｅｂｅｒｈａｒｔ Ｒ Ｃ．Ａ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｓｗａｒｍ ｏｐｔｉｍｉｚｅｒ［Ｃ］．Ｉｎ：ＩＥＥＥ ｗｏｒｌｄ Ｃｏｎｇｒｅｓｓ ｏｎ Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ，１９９８：６９－７３
［４］吕振肃，侯志荣．自适应变异的算子粒子群优化算法［Ｊ］．电子学 报，２００４；３２（３）：４１６－４２０
参考文献 ［１］Ｋｅｎｎｅｄｙ Ｊ，Ｅｂｅｒｈａｒｔ Ｒ Ｃ．Ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｗａｒｍ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ［Ｃ］．Ｉｎ：Ｐｒｏｃ
（上接第 89 页） ［５］Ｃｈｕｉ Ｈ，Ｒａｍｂｏ Ｊ，Ｄｕｎｃａｎ Ｊ，ｅｔａｌ．Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｒｔｉｃａｌ ａｎａｔｏｍｉｃａｌ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｖｉａ ｒｏｂｕｓｔ ３Ｄ ｐｏｉｎｔ ｍａｔｃｈｉｎｇ［Ａ］． Ｉｎ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｉｎ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ－ＩＰＭ Ｉ９９［Ｃ］．Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，ＵＳＡ：Ｓｐｒｉｎｇｅｒ－ Ｖｅｒｌａｇ Ｐｒｒｅｓｓ，１９９９，１６８￣１８１．
［２］Ｅｂｅｒｈａｒｔ Ｒ Ｃ， Ｋｅｎｎｅｄｙ Ｊ．Ａ ｎｅｗ ｏｐｔｉｍｉｚｅｒ ｕｓｉｎｇ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｗａｒｍ ｔｈｅｏｒｙ［Ｃ］．Ｉｎ： Ｐｒｏｃ ｏｆ ｔｈｅ ｓｉｘｔｈ ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｍｉｃｒｏ Ｍａｃｈｉｎｅ ａｎｄ Ｈｕｍａｎ ｓｃｉｅｎｃｅ．Ｎａｇｏｙａ，Ｊａｐａｎ，１９９５：３９－４３
［７］Ｒ．， Ｚａｇｒｏｄｓｋｙ． Ｍｕｔｕａｌ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ－ｂａｓｅｄ ｒｉｇｉｄ ａｎｄ ｎｏｎｒｉｇｉｄ ｒｅｇ－
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ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｎｅｕｒａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ，ＩＶ．Ｐｅｒｔｈ，Ａｕｓｔｒａｌｉａ， １９９５：１９４２－１９４８
１． 铁磁 ＴＭＲ 效应的机理 在铁磁材料中,由于量子力学交换作用,铁磁金属的 3d 轨道局域电 子能带发生劈裂,使 Fermi 面附近自旋向上和向下的电子具有不同的能 态密度,两者的差异产生金属原子磁矩并具有非整数性。实验表明[3]:传 导电子中自旋方向与磁矩方向一致的电子受到的散射作用弱,自旋方向 与磁矩方向相反的电子则会受到强的散射作用。根据这一原理,Mott 曾 以二流体模型对基于电子自旋相关散射的磁性、非磁性多层膜巨磁电 阻效应给出了唯象的解释[4]。但是,对于由铁磁层(FM)- 绝缘层(I)- 铁磁 层(FM)构成磁隧道结,磁电阻效应并非源于传导电子自旋相关散射,而 是自旋相关遂穿过程。 1975 年 Julliere 等[2]提出了理想 FM/I/FM 隧道结的隧穿模型(如图 1 所示),并认为: TMR 效应来自相邻两铁磁层中相同自旋电子能态密度的 不对称性。因此,若电子隧穿过程中自旋保持守恒,则磁隧道结 TMR 值 完全决定于相邻两铁磁层中电子的自旋极化度: TMR= 2P1P2
科技信息
高校理科研究
磁隧道结机理及其应用研究
闽江学院物理学与电子信息工程系 沈耀国 鄢仁文 张岱宇
［摘 要］本文主要概述了磁隧道结的机理，可知隧道结电阻的产生并非源于传导电子自旋相关散射，而是自旋相关遂穿过程。在此 基础上，介绍了该材料的应用。 ［关键词］磁隧道结 巨磁电阻 自旋相关
随着磁电阻效应研究的深入,基于自旋极化电子隧穿的隧道结巨磁 电阻(TMR)效应开始为人们所重视。早在 1975 年,Slonczewski[1]首先提出 以铁磁金属和绝缘层制备磁隧道结的设想,并由 Julliere 等[2]在 Fe/Ge/Co 多层膜结构中得到实验论证。研究结果表明:随着 TMR 效应研究的深入 与制备技术的发展,人们将会不断探索研究出高室温 TMR 材料,而且不 仅可在制备成本昂贵的多层膜隧道结中实现 TMR 效应,在成本较低、具 有纳米尺度微结构的颗粒膜或多晶材料中也可实现 TMR 效应, 从而有 利于促进 TMR 磁电阻材料的商业化应用。因此，有必要对隧道结的形 成机理做一些研究。
1- P1P2 其中:P1、P2 分别表示相邻两铁磁层中电子的自旋极化度。Julliere 模 型十分简洁,但没有考虑自旋翻转和绝缘层势垒对电子隧穿的影响。
(a) 低阻，平行
(b)高阻，反平行
百度文库
图 1 磁隧道结(MTJ)中两铁磁层磁化平行与反平行时电子隧穿情况示意图[4]
由 Slonczewski[1]提出的隧穿理论认为:势垒高度对电子的隧穿有重
要影响。在 Julliere 和 Slonczewski 模型的基础上,磁隧道 TMR 的理论研究
还包括考虑自旋翻转、磁性杂质、表面态和 Coulomb 阻塞效应等因素的影
响,但尤其值得关注的是 2004 年 Brey 等[5]关于 Ga MnAs/AlAs/GaMnAs 稀
磁性半导体隧道结的研究报道认为:当存在电子自旋轨道强烈作用的情 况下，Julliere 模型中自旋守恒假设将不能成立。此时,TMR 值不仅与自 旋极化度和势垒层厚度有关, 电流方向与磁化方向的夹角对 TMR 也有 较大的影响。研究结果表明:Brey 理论比 Julliere 模型能更好地描述存在 强自旋轨道作用时磁隧道结的 TMR 效应, 对研究与开发新型功能的自 旋阀器件有重要意义。
参考文献 ［１］ＳＬＯＮＣＺＥＷＳＫＩ Ｊ Ｃ． Ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ ａｎｄ ｅｘｃｈａｎｇｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｓ ｓｅｐａｒａｔｅｄ ｂｙ ａ ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ ｂａｒｒｉｅｒ［Ｊ］．Ｐｈｙｓ Ｒｅｖ Ｂ，１９８９，７６（１０）： ６５４６－６５４８． ［２］ＪＵＬＬＩＥＲＥ Ｍ．Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ ｂｅｔｗｅｅｎ ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｌｍ［ｓ Ｊ］．Ｐｈｙｓ Ｌｅｔｔ， １９７５，５４（３）：２２５－２２６． ［３］包丽梅， 曾燕伟．隧道结巨磁电阻材料的研究进展［Ｊ］．硅酸盐学 报，２００５，３３（１２）：１５１０－１５１６． ［４］冯端， 师昌绪，刘治国．材料科学导论［Ｍ］．北京：化学工业出版社， ２００２． ［５］ＢＲＥＹ Ｌ， ＴＥＪＥＤＯＲ Ｃ，ＲＯＳＳＩＥＲ Ｊ Ｆ，ｅｔ ａｌ． Ｔｕｎｎｅｌ ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓ－ ｔａｎｃｅ ｉｎ ＧａＭｎＡｓ：ｇｏｉｎｇ ｂｅｙｏｎｄ Ｊｕｌｌｉｅｒｅ ｆｏｒｍｕｌａ［Ｊ］．Ａｐｐｌ Ｐｈｙｓ Ｌｅｔｔ，２００４，８５ （１１）： １９９６－１９９８． ［６］刘钧．隧道巨磁电阻效应的研究与应用［Ｊ］．安庆师范学院学报 （自然科学版），２００５，１１（１）：１０８－１０９．
［９］冯林等．用分层互信息和薄板样条实现医学图像弹性自动配准． 计算机辅助设计与图形学报，２００５．１７（７）：１４９２￣１４９６．
［１０］张煜，刘哲星等．用平滑薄板样条实现医学图象的弹性配准． 中国图像图形学报，２００３，８（２）：２０９￣２１３．
２． 铁磁 ＴＭＲ 效应的应用 磁隧道巨磁电阻效应以饱和磁场低、磁阻效应大等优点受到广泛 注意[6]。在高密度存贮方面,将使计算机外存贮的容量取得突破性的增 长；在计算机内存方面, 将引起内存芯片的革命；在自动化传感器方面 将引起传感器的更新换代。目前, 硬盘密度以每年 60%的速度增长,1994 年,IBM 公司在硬盘中使用了自旋阀 GMR 读出磁头,密度为 1GB/in2,1997 年,IBM 公司宣布具有商业价值的采用 GMR 作读出磁头的计算机硬盘 研制成功, 这意味着将使硬盘存储量从几个 GB 增至 20- 30GB 甚至更 大。事实证明,这种方法是正确的。运用巨磁电阻效应,可发展一种磁性 随机存贮器(MRAM)。和 RAM 相比,它具有非易失性、抗辐射、抗干扰、功 耗低、使用寿命长、成本低等优点。出于 TMR 效应原理,它可以进一步减 少每位体积,而不影响读出灵敏度,尤其,磁隧道结的阻抗比与半导体装 置具有很好的兼容性。此时, 隧道巨磁电阻需要小电流、低电压信号,因 而进入时间短。利用隧道巨磁电阻效应可以进一步提高存贮密度和实 现快速存取。同时,MRAM 在蜂窝电话、传真机、录像机、数字照相机和 大容量存贮器等方面有着广泛的应用前景。磁隧道巨磁电阻材料可以 做成各种高感度磁传感器,它可以对微弱磁场信号进行传感。由于体积 小、可靠性高、响应范围宽, 在自动化技术、家用电器、商标识别、卫星定 位、导航系统等领域以及精密测量技术方面有着广泛的应用前景。
（上接第 88 页） 单目标的优化命题，而在实际工程应用中经常会碰 到很多多目标优化命题，PSO 在解决此类问题方面的研究还需要进一 步加强。
随着 PSO 算法和一些相关领域学科的发展，PSO 算法一定会大显 身手并有新的突破。本文希望读者能够对 PSO 算法原理、特点和应用范 围有初步的认识，从深度和广度上进一步研究和发展 PSO 算法。
ｉｓｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ ｖｏｌｕｍｅｓ Ｓｈｅｋｈａｒ， ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． Ｍｅｄ． Ｉｍａｇｉｎｇ，２００２，２１ （１）：９￣２２．
［８］Ｓｈｅｋｈａｒ，Ｒ．，Ｚａｇｒｏｄｓｋｙ，Ｖ．Ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｒｅｅ－ ａｎｄ ｆｏｕｒ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｍｅｄｉｃａｌ ｉｍａｇｅｓ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｖｏｘｅｌ ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ． Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｉｃｓ， ２００３，２３（６）：１６７３￣１６８１．
［３］Ｓｈｉ Ｙ， Ｅｂｅｒｈａｒｔ Ｒ Ｃ．Ａ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｓｗａｒｍ ｏｐｔｉｍｉｚｅｒ［Ｃ］．Ｉｎ：ＩＥＥＥ ｗｏｒｌｄ Ｃｏｎｇｒｅｓｓ ｏｎ Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ，１９９８：６９－７３
［４］吕振肃，侯志荣．自适应变异的算子粒子群优化算法［Ｊ］．电子学 报，２００４；３２（３）：４１６－４２０
参考文献 ［１］Ｋｅｎｎｅｄｙ Ｊ，Ｅｂｅｒｈａｒｔ Ｒ Ｃ．Ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｗａｒｍ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ［Ｃ］．Ｉｎ：Ｐｒｏｃ
（上接第 89 页） ［５］Ｃｈｕｉ Ｈ，Ｒａｍｂｏ Ｊ，Ｄｕｎｃａｎ Ｊ，ｅｔａｌ．Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｒｔｉｃａｌ ａｎａｔｏｍｉｃａｌ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｖｉａ ｒｏｂｕｓｔ ３Ｄ ｐｏｉｎｔ ｍａｔｃｈｉｎｇ［Ａ］． Ｉｎ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｉｎ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ－ＩＰＭ Ｉ９９［Ｃ］．Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，ＵＳＡ：Ｓｐｒｉｎｇｅｒ－ Ｖｅｒｌａｇ Ｐｒｒｅｓｓ，１９９９，１６８￣１８１．
［２］Ｅｂｅｒｈａｒｔ Ｒ Ｃ， Ｋｅｎｎｅｄｙ Ｊ．Ａ ｎｅｗ ｏｐｔｉｍｉｚｅｒ ｕｓｉｎｇ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｗａｒｍ ｔｈｅｏｒｙ［Ｃ］．Ｉｎ： Ｐｒｏｃ ｏｆ ｔｈｅ ｓｉｘｔｈ ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｍｉｃｒｏ Ｍａｃｈｉｎｅ ａｎｄ Ｈｕｍａｎ ｓｃｉｅｎｃｅ．Ｎａｇｏｙａ，Ｊａｐａｎ，１９９５：３９－４３
［７］Ｒ．， Ｚａｇｒｏｄｓｋｙ． Ｍｕｔｕａｌ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ－ｂａｓｅｄ ｒｉｇｉｄ ａｎｄ ｎｏｎｒｉｇｉｄ ｒｅｇ－
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ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｎｅｕｒａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ，ＩＶ．Ｐｅｒｔｈ，Ａｕｓｔｒａｌｉａ， １９９５：１９４２－１９４８
１． 铁磁 ＴＭＲ 效应的机理 在铁磁材料中,由于量子力学交换作用,铁磁金属的 3d 轨道局域电 子能带发生劈裂,使 Fermi 面附近自旋向上和向下的电子具有不同的能 态密度,两者的差异产生金属原子磁矩并具有非整数性。实验表明[3]:传 导电子中自旋方向与磁矩方向一致的电子受到的散射作用弱,自旋方向 与磁矩方向相反的电子则会受到强的散射作用。根据这一原理,Mott 曾 以二流体模型对基于电子自旋相关散射的磁性、非磁性多层膜巨磁电 阻效应给出了唯象的解释[4]。但是,对于由铁磁层(FM)- 绝缘层(I)- 铁磁 层(FM)构成磁隧道结,磁电阻效应并非源于传导电子自旋相关散射,而 是自旋相关遂穿过程。 1975 年 Julliere 等[2]提出了理想 FM/I/FM 隧道结的隧穿模型(如图 1 所示),并认为: TMR 效应来自相邻两铁磁层中相同自旋电子能态密度的 不对称性。因此,若电子隧穿过程中自旋保持守恒,则磁隧道结 TMR 值 完全决定于相邻两铁磁层中电子的自旋极化度: TMR= 2P1P2
科技信息
高校理科研究
磁隧道结机理及其应用研究
闽江学院物理学与电子信息工程系 沈耀国 鄢仁文 张岱宇
［摘 要］本文主要概述了磁隧道结的机理，可知隧道结电阻的产生并非源于传导电子自旋相关散射，而是自旋相关遂穿过程。在此 基础上，介绍了该材料的应用。 ［关键词］磁隧道结 巨磁电阻 自旋相关
随着磁电阻效应研究的深入,基于自旋极化电子隧穿的隧道结巨磁 电阻(TMR)效应开始为人们所重视。早在 1975 年,Slonczewski[1]首先提出 以铁磁金属和绝缘层制备磁隧道结的设想,并由 Julliere 等[2]在 Fe/Ge/Co 多层膜结构中得到实验论证。研究结果表明:随着 TMR 效应研究的深入 与制备技术的发展,人们将会不断探索研究出高室温 TMR 材料,而且不 仅可在制备成本昂贵的多层膜隧道结中实现 TMR 效应,在成本较低、具 有纳米尺度微结构的颗粒膜或多晶材料中也可实现 TMR 效应, 从而有 利于促进 TMR 磁电阻材料的商业化应用。因此，有必要对隧道结的形 成机理做一些研究。
1- P1P2 其中:P1、P2 分别表示相邻两铁磁层中电子的自旋极化度。Julliere 模 型十分简洁,但没有考虑自旋翻转和绝缘层势垒对电子隧穿的影响。
(a) 低阻，平行
(b)高阻，反平行
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图 1 磁隧道结(MTJ)中两铁磁层磁化平行与反平行时电子隧穿情况示意图[4]
由 Slonczewski[1]提出的隧穿理论认为:势垒高度对电子的隧穿有重
要影响。在 Julliere 和 Slonczewski 模型的基础上,磁隧道 TMR 的理论研究
还包括考虑自旋翻转、磁性杂质、表面态和 Coulomb 阻塞效应等因素的影
响,但尤其值得关注的是 2004 年 Brey 等[5]关于 Ga MnAs/AlAs/GaMnAs 稀
磁性半导体隧道结的研究报道认为:当存在电子自旋轨道强烈作用的情 况下，Julliere 模型中自旋守恒假设将不能成立。此时,TMR 值不仅与自 旋极化度和势垒层厚度有关, 电流方向与磁化方向的夹角对 TMR 也有 较大的影响。研究结果表明:Brey 理论比 Julliere 模型能更好地描述存在 强自旋轨道作用时磁隧道结的 TMR 效应, 对研究与开发新型功能的自 旋阀器件有重要意义。
参考文献 ［１］ＳＬＯＮＣＺＥＷＳＫＩ Ｊ Ｃ． Ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ ａｎｄ ｅｘｃｈａｎｇｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｓ ｓｅｐａｒａｔｅｄ ｂｙ ａ ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ ｂａｒｒｉｅｒ［Ｊ］．Ｐｈｙｓ Ｒｅｖ Ｂ，１９８９，７６（１０）： ６５４６－６５４８． ［２］ＪＵＬＬＩＥＲＥ Ｍ．Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ ｂｅｔｗｅｅｎ ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｌｍ［ｓ Ｊ］．Ｐｈｙｓ Ｌｅｔｔ， １９７５，５４（３）：２２５－２２６． ［３］包丽梅， 曾燕伟．隧道结巨磁电阻材料的研究进展［Ｊ］．硅酸盐学 报，２００５，３３（１２）：１５１０－１５１６． ［４］冯端， 师昌绪，刘治国．材料科学导论［Ｍ］．北京：化学工业出版社， ２００２． ［５］ＢＲＥＹ Ｌ， ＴＥＪＥＤＯＲ Ｃ，ＲＯＳＳＩＥＲ Ｊ Ｆ，ｅｔ ａｌ． Ｔｕｎｎｅｌ ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓ－ ｔａｎｃｅ ｉｎ ＧａＭｎＡｓ：ｇｏｉｎｇ ｂｅｙｏｎｄ Ｊｕｌｌｉｅｒｅ ｆｏｒｍｕｌａ［Ｊ］．Ａｐｐｌ Ｐｈｙｓ Ｌｅｔｔ，２００４，８５ （１１）： １９９６－１９９８． ［６］刘钧．隧道巨磁电阻效应的研究与应用［Ｊ］．安庆师范学院学报 （自然科学版），２００５，１１（１）：１０８－１０９．
［９］冯林等．用分层互信息和薄板样条实现医学图像弹性自动配准． 计算机辅助设计与图形学报，２００５．１７（７）：１４９２￣１４９６．
［１０］张煜，刘哲星等．用平滑薄板样条实现医学图象的弹性配准． 中国图像图形学报，２００３，８（２）：２０９￣２１３．
２． 铁磁 ＴＭＲ 效应的应用 磁隧道巨磁电阻效应以饱和磁场低、磁阻效应大等优点受到广泛 注意[6]。在高密度存贮方面,将使计算机外存贮的容量取得突破性的增 长；在计算机内存方面, 将引起内存芯片的革命；在自动化传感器方面 将引起传感器的更新换代。目前, 硬盘密度以每年 60%的速度增长,1994 年,IBM 公司在硬盘中使用了自旋阀 GMR 读出磁头,密度为 1GB/in2,1997 年,IBM 公司宣布具有商业价值的采用 GMR 作读出磁头的计算机硬盘 研制成功, 这意味着将使硬盘存储量从几个 GB 增至 20- 30GB 甚至更 大。事实证明,这种方法是正确的。运用巨磁电阻效应,可发展一种磁性 随机存贮器(MRAM)。和 RAM 相比,它具有非易失性、抗辐射、抗干扰、功 耗低、使用寿命长、成本低等优点。出于 TMR 效应原理,它可以进一步减 少每位体积,而不影响读出灵敏度,尤其,磁隧道结的阻抗比与半导体装 置具有很好的兼容性。此时, 隧道巨磁电阻需要小电流、低电压信号,因 而进入时间短。利用隧道巨磁电阻效应可以进一步提高存贮密度和实 现快速存取。同时,MRAM 在蜂窝电话、传真机、录像机、数字照相机和 大容量存贮器等方面有着广泛的应用前景。磁隧道巨磁电阻材料可以 做成各种高感度磁传感器,它可以对微弱磁场信号进行传感。由于体积 小、可靠性高、响应范围宽, 在自动化技术、家用电器、商标识别、卫星定 位、导航系统等领域以及精密测量技术方面有着广泛的应用前景。