BRY

AN CHRISTIE

nauce cz´sto si´ zdarza, ˝e

badania poÊwi´cone jednemu zjawisku
przynoszà nieoczekiwane odkrycie in-
nego – ciekawszego i wa˝niejszego. CoÊ
takiego przydarzy∏o si´ mojemu zespo-
∏owi w 1995 roku, kiedy pracowa∏em w
NEC Research Institute w Princeton w
New Jersey.

InteresowaliÊmy si´ wtedy w∏aÊciwo-

Êciami pewnej struktury – tzw. supersie-
ci pó∏przewodnikowej – z pouk∏adanych
na przemian jak w kanapce warstw
arsenku galu i arsenku galowo-glino-
wego. WiedzieliÊmy, ˝e taka supersieç
ma bardzo ciekawe w∏aÊciwoÊci elek-
tryczne. W szczególnoÊci chcieliÊmy po-
znaç zale˝noÊç mi´dzy gruboÊcià warstw
a przewodnictwem supersieci, która raz
mo˝e przypominaç metal o ma∏ym opo-
rze elektrycznym, a innym izolator o
bardzo du˝ym oporze. Aby zbadaç za-
chowanie elektronów w supersieci, umie-
ÊciliÊmy jà w polu magnetycznym.

Ku naszemu zaskoczeniu okaza∏o si´,

˝e wraz ze wzrostem nat´˝enia pola
magnetycznego opornoÊç supersieci
gwa∏townie ros∏a. Takiego zachowania
mo˝na by oczekiwaç po materia∏ach
magnetycznych, ale nie w przypadku
struktury w ca∏oÊci niemagnetycznej.
Procentowy wzrost oporu, czyli tzw.
magnetoopór, by∏ tak du˝y, ˝e zespó∏
natychmiast zmieni∏ kierunek badaƒ,
aby wyjaÊniç podstawy fizyczne nowe-
go zjawiska.

Uda∏o si´ to nam przed koƒcem 1997

roku. Ponadto przewidzieliÊmy, ˝e jesz-
cze wi´kszy magnetoopór wystàpi w
znacznie prostszych strukturach z∏o˝o-
nych z niemagnetycznego metalu, na
przyk∏ad z∏ota (Au) oraz warstwy pó∏-
przewodnika – antymonku indu (InSb).
W 1998 roku, razem z Jeanem Hereman-
sem z Ohio University, wykonaliÊmy
struktur´ InSb-Au, która potwierdzi∏a
nasze przewidywania [ramka na stronie
45]. W polu magnetycznym o indukcji
pi´ciu tesli, w temperaturze pokojowej
magnetoopór si´ga∏ miliona procent,
czyli kilka tysi´cy razy przewy˝sza∏
wszelkie wczeÊniejsze wartoÊci obserwo-
wane w tej temperaturze. Zjawisko to
nazwaliÊmy nadzwyczajnym magneto-
oporem (EMR – extraordinary magne-
toresistance). By∏o dla nas oczywiste, ˝e
mo˝e ono okazaç si´ niezwykle u˝ytecz-
ne w wielkiej liczbie najrozmaitszych za-
stosowaƒ wymagajàcych wyrafinowa-
nych czujników pola magnetycznego, na
przyk∏ad w zapisie danych z bardzo wy-
sokà g´stoÊcià, w uk∏adach sterowania
pracà silników oraz wielu innych apli-
kacjach w przemyÊle, medycynie i elek-
tronice powszechnego u˝ytku.

Czym wyró˝nia si´ EMR?

ZJAWISKO PRZEZ NAS ODKRYTE

nie by∏o

pierwszym przypadkiem stwierdzenia
du˝ych wartoÊci magnetooporu. W
ostatnich dziesi´cioleciach, przy okazji

SIERPIE¡ 2004 ÂWIAT NAUKI

41

Nad

zwyczajny

magneto

opór

Stuart A. Solin

Miniaturowe czujniki,

w których wykorzystano

niedawno odkryte

zjawisko nadzwyczajnego

magnetooporu,

mogà znaleêç

zastosowanie

w niezwykle szybkich

i pojemnych dyskach

twardych, a tak˝e

w innych aplikacjach

wymagajàcych reakcji

na pole magnetyczne

PRZYSZ¸E NAP¢DY DYSKÓW b´dà
zapewne wykrywaç pola magnetyczne
(czerwony) odpowiadajàce zapisanym
na nich zerom i jedynkom za pomocà
nanometrowych g∏owic odczytujàcych,
dzia∏ajàcych z wykorzystaniem zjawiska
zwanego nadzwyczajnym magnetooporem
(EMR). Nadzwyczajny magnetoopór
jest wynikiem zmiany torów elektronów
(bia∏e kulki) poruszajàcych si´ w strukturze.

W

badaƒ nad miniaturowymi i czu∏ymi
czujnikami pola magnetycznego, uda∏o
si´ znaleêç wiele uk∏adów, w których
obserwowano podobne efekty [ramka
na stronie obok]. Jednak szczególnà ce-
chà EMR jest to, ˝e struktury, w których
wyst´puje, nie zawierajà warstw ma-
gnetycznych, co intryguje i – jak póêniej
wyjaÊni´ – w niektórych zastosowaniach
okazuje si´ du˝à zaletà.

Magnetoopór osiàga du˝e wartoÊci

równie˝ wtedy, kiedy pole magnetycz-
ne atomów w pewnej strukturze oddzia-
∏uje z naturalnym magnetyzmem p∏ynà-
cych przez nià elektronów. Mo˝na sobie
wyobraziç, ˝e ka˝dy elektron zawiera
maleƒki magnes sztabkowy. Zazwyczaj
magnesy te sà zorientowane przypad-
kowo i nie majà ˝adnego wp∏ywu na
przep∏yw pràdu elektrycznego. W ma-
teriale magnetycznym jednak elektrony
ulegajà polaryzacji, tzn. zwiàzane z ni-
mi magnesy ustawiajà si´ zgodnie z
kierunkiem pola magnetycznego. W ta-
kim przypadku pràd elektryczny znacz-
nie ch´tniej p∏ynie w materiale, które-
go namagnesowanie jest zgodne z
polaryzacjà elektronów, ni˝ w takim, w
którym jest ono przeciwne.

Z tego w∏aÊnie wzgl´du struktury, po

których spodziewamy si´ du˝ego ma-
gnetooporu, zawierajà zazwyczaj war-
stw´ magnetycznà, która ma polaryzo-
waç elektrony, oraz innà warstw´, której
namagnesowanie mo˝e ulegaç zmia-
nom. Ta druga warstwa przepuszcza lub
blokuje elektrony w zale˝noÊci od kie-
runku jej namagnesowania wzgl´dem
pierwszej. Takie wykorzystanie magne-
tycznych w∏aÊciwoÊci elektronu jest isto-
tà spintroniki (elektroniki spinowej). Na-
zwa spintronika wzi´∏a si´ stàd, ˝e

magnetyzm jest ÊciÊle zwiàzany z wiel-
koÊcià zwanà spinem [patrz: David D.
Awschalom, Michael E. Flatté i Nittin
Samarth „Spintronika”; Âwiat Nauki,
sierpieƒ 2002].

Skàd wi´c bierze si´ nadzwyczajny ma-

gnetoopór w strukturze, która nie zawie-
ra warstw magnetycznych? Odpowiedzià
jest inne oddzia∏ywanie mi´dzy polem
magnetycznym a poruszajàcymi si´ elek-
tronami. Kiedy czàstka na∏adowana, na
przyk∏ad elektron, przecina pole ma-
gnetyczne, dzia∏a na nià si∏a poprzecz-
na, która odchyla jej trajektori´ [ramka
na stronie 44]. Rezultatem jest zwyk∏y
magnetoopór. Pole magnetyczne zagina
tory elektronów, a je˝eli ma dostatecznie
du˝e nat´˝enie, zmienia je nawet w spi-
rale. Poniewa˝ droga staje si´ d∏u˝sza i
kr´ta i czas przejÊcia elektronu przez
struktur´ si´ wyd∏u˝a, obserwujemy spa-
dek nat´˝enia pràdu, czyli wzrost opo-
ru. Mówiàc ÊciÊlej, tory elektronów sà
zygzakowate, poniewa˝ czàstki nieustan-
nie napotykajà domieszki i inne defekty
w krysztale. Nie zmienia to faktu, ˝e po-
le magnetyczne zakrzywia ka˝dy prosty
odcinek ∏amanej, wyd∏u˝ajàc drog´, któ-
rà pokonujà elektrony.

Nadzwyczajny magnetoopór tak˝e jest

skutkiem wygi´cia torów elektronów
przez pole magnetyczne. Jednak jego du-
˝e wartoÊci biorà si´ z wzajemnych re-
lacji pomi´dzy zakrzywionymi torami a
geometrià struktury w skali nanometrów.
Kszta∏t, rozmieszczenie i w∏aÊciwoÊci
elektryczne wszystkich sk∏adników struk-
tury – kontaktów i materia∏ów – majà
wp∏yw na ten rodzaj magnetooporu, któ-
ry wynika z geometrii.

W czujnikach z warstwami magnetycz-

nymi oraz tych, które wykorzystujà zwy-

k∏y magnetoopór, przyczynek geome-
tryczny jest pomijalnie ma∏y w porów-
naniu ze sk∏adowà fizycznà (cz´Êcià ma-
gnetooporu, która wynika z fizycznych
w∏aÊciwoÊci zastosowanych materia∏ów,
np. liczby elektronów w jednostce obj´-
toÊci). Projektujàc nowe hybrydowe
struktury z niemagnetycznych pó∏prze-
wodników i metali, moja grupa zdo∏a∏a
zbudowaç przyrzàdy, w których sk∏ado-
wa geometryczna magnetooporu jest du-
˝o wi´ksza od fizycznej.

Na czym polega EMR

ABY ZROZUMIE

å

istot´ nadzwyczajnego

magnetooporu, przyjrzyjmy si´ struktu-
rze pokazanej na dole ilustracji ze stro-
ny 44. Jej najistotniejszym elementem
jest krà˝ek ze z∏ota umieszczony we
wn´trzu prostopad∏oÊciennej p∏ytki z
pó∏przewodnika o wàskiej przerwie,
na przyk∏ad InSb. (Przerwa energe-
tyczna pó∏przewodnika to zakres ener-
gii, w którym nie ma stanów dost´pnych
dla elektronów. Jej szerokoÊç wyznacza
w∏aÊciwoÊci pó∏przewodnika). Przewod-
nictwo metalu jest z grubsza 2000 razy
wi´ksze ni˝ pó∏przewodnika.

Kiedy przyk∏adamy napi´cie do kon-

taktów po przeciwleg∏ych stronach p∏yt-
ki, w strukturze pojawia si´ pràd. P∏y-
nie wzd∏u˝ linii pola elektrycznego
powsta∏ego pod wp∏ywem ró˝nicy po-
tencja∏u. Jednà z w∏aÊciwoÊci linii pola
elektrycznego jest to, ˝e uk∏adajà si´ one
zawsze prostopadle do powierzchni do-
brego przewodnika. W∏aÊnie dlatego w
rozwa˝anej strukturze zaginajà si´ do
wewnàtrz i zag´szczajà wokó∏ krà˝ka z
metalu. Pràd p∏ynie wi´c przez metal,
dzi´ki czemu opór ca∏ej struktury jest
niewielki. Dok∏adna wartoÊç oporu za-
le˝y od geometrii uk∏adu, czyli relacji
rozmiarów i kszta∏tu cz´Êci metalowej
i pó∏przewodnikowej.

Zastanówmy si´ teraz, co si´ stanie,

je˝eli struktur´ umieÊcimy w polu ma-
gnetycznym prostopad∏ym do p∏ytki. Po-
dobnie jak w przypadku zwyk∏ego ma-
gnetooporu pole b´dzie oddzia∏ywaç na
∏adunki, powodujàc, ˝e b´dà si´ one po-
ruszaç pod kàtem do linii pola elektrycz-
nego niczym samolot lecàcy przy bocz-
nym wietrze. Je˝eli pole magnetyczne
oka˝e si´ dostatecznie silne, ∏adunki na
granicy metalu mogà byç odchylane na-
wet o 90°. Innymi s∏owy, pràd zamiast
dostawaç si´ do wn´trza metalu, zacznie
go op∏ywaç. (W rzeczywistoÊci zjawisko
jest nieco bardziej z∏o˝one, co pokazano

42

ÂWIAT NAUKI SIERPIE¡ 2004

n

Magnetoopór to zjawisko fizyczne polegajàce na zmianie (zwykle wzroÊcie) oporu

elektrycznego metalu lub pó∏przewodnika pod wp∏ywem pola magnetycznego. Pewna
jego odmiana, w której zmiany oporu sà tysiàc razy wi´ksze ni˝ we wczeÊniej poznanych,
odkryta w roku 1998, zosta∏a nazwana nadzwyczajnym magnetooporem (EMR).
Nadzwyczajny magnetoopór wyst´puje dzi´ki szczególnej konfiguracji
geometrycznej struktury z∏o˝onej z metalu i pó∏przewodnika.

n

Nadzwyczajny magnetoopór umo˝liwi skonstruowanie g∏owic odczytujàcych do dysków

komputerowych, które b´dà szybsze, i pozwoli na zag´szczenie zapisu danych
w porównaniu z u˝ywanymi dziÊ g∏owicami wykorzystujàcymi gigantyczny magnetoopór
(GMR). Poniewa˝ w g∏owicach EMR nie ma materia∏ów magnetycznych, charakteryzujà
si´ one mniejszym szumem ni˝ g∏owice GMR i przez to wi´kszà czu∏oÊcià.

n

Czujniki EMR majà wiele innych potencjalnych zastosowaƒ, w tym w uk∏adach

pozycjonowania w robotach, pomiarach pr´dkoÊci i po∏o˝enia, uk∏adach ABS,
„inteligentnych” uk∏adach absorbujàcych energi´ uderzenia, sterowaniu zap∏onem,
klawiaturach telefonów i trwa∏ych pami´ciach tanich urzàdzeƒ powszechnego u˝ytku.

Przeglàd / Nowy magnetoopór

na ilustracji, ale fakt, ˝e pràd nie wnika
do metalowego dysku, jest kluczowym i
w∏aÊciwym wnioskiem).

Mamy wi´c takà sytuacj´, jakby meta-

lowy krà˝ek zastàpiono wn´kà, którà
noÊniki muszà okrà˝aç. Odpowiednia
struktura – p∏ytka pó∏przewodnika z wy-
ci´tym okràg∏ym otworem, w której
pràd musi „przeciskaç si´” dwoma wà-
skimi kana∏ami – ma du˝o wi´kszy opór
ni˝ pe∏na p∏ytka pó∏przewodnika (któ-
ra z kolei ma wi´kszy opór ni˝ pó∏prze-
wodnik z metalowym dyskiem). W ten
sposób bez pola magnetycznego meta-
lowy krà˝ek spe∏nia w obwodzie funk-
cj´ zwory (daje bardzo ma∏y opór), a w
silnym polu magnetycznym zachowuje
si´ jak wydrà˝enie – obwód staje si´
niemal otwarty (bardzo du˝y opór). Ta-
kie zmiany sà êród∏em nadzwyczajne-
go magnetooporu.

Do wyjaÊnienia podstaw EMR w du-

˝ym stopniu przyczyni∏y si´ pionierskie
prace Charlesa Wolfa i Lestera Stillma-
na z University of Illinois, którzy w la-
tach siedemdziesiàtych badali struktu-
ry z∏o˝one z metalu i pó∏przewodnika
(tzw. uk∏ady hybrydowe). W szczególno-
Êci zajmowali si´ oni ruchliwoÊcià no-
Êników w strukturach hybrydowych, czy-
li tym, jak ∏atwo noÊniki przemieszczajà
si´ pod wp∏ywem pola elektrycznego.
NoÊnikami pràdu mogà byç elektrony
lub dziury. Dziura to brak elektronu w
morzu elektronów i mo˝na jà traktowaç
jak czàstk´ na∏adowanà dodatnio.

Dzi´ki pracom Wolfa i Stillmana zro-

zumieliÊmy, ˝e nadzwyczajny magneto-
opór w s∏abych polach magnetycznych
powinien byç o wiele wi´kszy w przy-
padku pó∏przewodników, w których
ruchliwoÊç noÊników jest du˝a. Pó∏-
przewodniki o wàskiej przerwie energe-
tycznej – na przyk∏ad InSb – charaktery-
zuje w∏aÊnie du˝a ruchliwoÊç noÊników.
ZintensyfikowaliÊmy wi´c wysi∏ki zmie-
rzajàce do doskonalenia materia∏ów pó∏-
przewodnikowych o wysokiej ruchliwo-
Êci noÊników. Do znacznego post´pu w
otrzymywaniu cienkich warstw InSb o
wysokiej ruchliwoÊci przyczyni∏ si´ Le-
sley Cohen i nie˝yjàcy ju˝ Tony Stradling
z Imperial College w Londynie. Hetero-
struktury (struktury zawierajàce ró˝ne
pó∏przewodniki) z∏o˝one z warstw InSb
oraz antymonku indowo-glinowego
(InAlSb) bada∏ Michael Santos z Uni-
versity of Oklahoma. Z kolei Dirk Grun-
dler i jego wspó∏pracownicy z Univer-
sität Hamburg w Niemczech podj´li

SIERPIE¡ 2004 ÂWIAT NAUKI

43

BRY

AN CHRISTIE

Je˝eli opór elektryczny pewnego materia∏u roÊnie lub maleje
po umieszczeniu go w polu magnetycznym, mówimy, ˝e wyst´puje

magnetoopór.

Zjawisko, które odkry∏ w 1857 roku William

Thomson (lord Kelvin), jest niezauwa˝alne w przypadku metali,
a w pó∏przewodnikach zaznacza si´ w stopniu bardzo niewielkim
do umiarkowanego. W ostatnich kilkudziesi´ciu latach
zaobserwowano jednak szczególne przypadki, w których
magnetoopór jest znacznie wi´kszy – niektóre jego rodzaje znalaz∏y
ju˝ konkretne zastosowania, dajàc ogromne finansowe korzyÊci.

GMR (gigantyczny magnetoopór)

Struktura, w której wyst´puje GMR,

zawiera dwie warstwy ferromagnetyczne (np. kobalt lub ˝elazo)
rozdzielone warstwà metalu niemagnetycznego. Jedna z warstw
ferromagnetycznych jest namagnesowana ze sta∏à orientacjà, podczas
gdy namagnesowanie drugiej mo˝e zmieniaç si´ pod wp∏ywem
zewn´trznego pola magnetycznego. Nat´˝enie pràdu elektrycznego
przep∏ywajàcego przez obydwie warstwy ma wartoÊç maksymalnà,
kiedy ich kierunki namagnesowania sà zgodne, a minimalnà,
gdy sà przeciwne. G∏owice odczytujàce wspó∏czesnych dysków
magnetycznych wykorzystujà efekt GMR do wykrywania
pól magnetycznych odpowiadajàcych bitom informacji zapisanych
na dysku. Gigantyczny magnetoopór odkryli w 1988 roku
Peter Grünberg z instytutu badawczego KFA w Forschungszentrum
Jülich w Niemczech oraz Albert Fert z Université Paris-Sud XI.

TMR (tunelowy magnetoopór)

Struktura jest prawie taka jak

w przypadku GMR z tà ró˝nicà, ˝e dwie warstwy ferromagnetyczne
rozdziela cieniutka warstwa izolatora, przez którà pràd mo˝e
p∏ynàç dzi´ki efektowi tunelowemu. Zarówno GMR, jak i TMR
sà bardzo czu∏e na niewielkie zmiany zewn´trznego pola
magnetycznego. Efekt TMR po raz pierwszy zaobserwowa∏
w 1975 roku Michel Julli¯re z instytutu INSA w Rennes. Ponownie
zjawiskiem zainteresowano si´ na poczàtku lat dziewi´çdziesiàtych.

CMR (kolosalny magnetoopór)

Odkryto go w kryszta∏ach tlenku

manganu – manganitu. Zewn´trzne pole magnetyczne sprawia,
˝e materia∏ ten z niemagnetycznego izolatora zmienia si´
w ferromagnetyk i nabiera w∏aÊciwoÊci metalu. Dlatego w tym
przypadku opór pod wp∏ywem pola magnetycznego maleje.
Opisane przejÊcie fazowe zachodzi jedynie w temperaturze poni˝ej
150 K i w polu magnetycznym rz´du kilku tesli. Zjawisko to po raz
pierwszy zaobserwowali G. H. Jonker i J. H. van Santen z Philipsa
(Holandia), a na nowo odkry∏ Sung-Ho Jin z Bell Laboratories
z zespo∏em. Kolosalny magnetoopór nie jest brany pod uwag´ jako
powa˝ny kandydat do budowy g∏owic odczytujàcych.

BMR (balistyczny magnetoopór)

Wyst´puje, kiedy ig∏a i drut

– obydwa elementy z ferromagnetycznego metalu – sà po∏àczone
za pomocà kontaktu o rozmiarach nanometrów. Zewn´trzne pole
magnetyczne mo˝e zmieniaç wzgl´dnà orientacj´ namagnesowania
obydwu elementów z równoleg∏ej (niski opór) na antyrównoleg∏à
(wysoki opór). Zjawisko jest skutkiem balistycznego transportu
elektronów przez nanokontakt (w odró˝nieniu od dalekozasi´gowego
transportu w metalu). Odkryli je w 1999 N. Garcia, M. Muñoz
oraz Y. W. Zhao z Consejo Superior de Investigaciones Cientificas
w Madrycie. Pod koniec 2003 roku zakwestionowano cz´Êç
wyników dotyczàcych magnetooporu balistycznego, które – jak
uwa˝ajà niektórzy naukowcy – mog∏y byç konsekwencjà innych
zjawisk. G∏owice odczytujàce BMR to wcià˝ odleg∏a perspektywa.

EMR (nadzwyczajny magnetoopór)

Podobnie jak w przypadku

zwyk∏ego magnetooporu i w przeciwieƒstwie do pozosta∏ych
jego rodzajów nadzwyczajny magnetoopór wyst´puje
w strukturach, które nie zawierajà ferromagnetyków.
Dok∏adniejsze omówienie przyczyn powstawania
nadzwyczajnego magnetooporu podano w tekÊcie.

Do wyboru, do koloru

szeroko zakrojone prace nad zjawiskiem
nadzwyczajnego magnetooporu w struk-
turach hybrydowych zawierajàcych ar-
senek indu i metal.

Tysiàce zastosowaƒ

W CI

ÑGU OSTATNICH

16

LAT

odkrycia i ba-

dania poÊwi´cone zjawisku magneto-
oporu by∏y stymulowane przez dwa pod-
stawowe czynniki – czystà ciekawoÊç
oraz perspektyw´ zastosowania czujni-
ków pola magnetycznego. Nadzieje w
du˝ej mierze spe∏ni∏o odkrycie w 1988
roku gigantycznego magnetooporu
(GMR). W wi´kszoÊci, je˝eli nie we
wszystkich dyskach twardych u˝ywa-
nych dziÊ w komputerach, dane zapisa-
ne w postaci magnetycznych bitów sà
odczytywane przez g∏owice typu GMR.

Czujniki pola magnetycznego oparte

na zjawisku magnetooporu, a w szcze-
gólnoÊci nadzwyczajnego magnetoopo-
ru, majà niezliczonà liczb´ potencjal-
nych zastosowaƒ. W przemyÊle mogà
pos∏u˝yç do monitorowania procesów
ró˝nego rodzaju, pozycjonowania ra-
mion robotów obs∏ugujàcych linie pro-
dukcyjne w fabrykach, wykrywania pól
magnetycznych w maszynach i silnikach,
mierzenia pr´dkoÊci obrotowej w prze-
k∏adniach i ustalania pozycji elementów
ferromagnetycznych. Niektóre zasto-
sowania w motoryzacji to systemy ABS,
„inteligentne” uk∏ady amortyzujàce
wstrzàsy, najrozmaitsze liczniki oraz
sterowanie zap∏onem. W urzàdzeniach
powszechnego u˝ytku czujniki pola ma-
gnetycznego mo˝na znaleêç w klawiatu-
rach telefonów komórkowych, kompa-
sach elektronicznych, tanich pami´ciach
trwa∏ych, prze∏àcznikach w windach i
bezg∏oÊnych uk∏adach sterujàcych na-
p´dami dysków. Niewykluczone, ˝e znaj-
dziemy je te˝ w bankach, gdzie w po∏à-
czeniu z magnetycznym tuszem pozwolà
sortowaç i przeliczaç pieniàdze. Czujni-
ki zarówno s∏abych, jak i silnych pól
znajdà te˝ zastosowanie w aparaturze
medycznej.

SpoÊród wszystkich wymienionych za-

stosowaƒ prawdopodobnie najwi´kszym
wyzwaniem sà g∏owice odczytujàce dys-
ków. Stacja dysków jest zbudowana z
trzech podstawowych komponentów: ta-
lerza pokrytego warstwà magnetycznà,
czyli noÊnika danych, oraz g∏owicy zapi-
sujàcej i odczytujàcej. Wszystkie te trzy
elementy trzeba stale doskonaliç, aby za-
spokoiç popyt na coraz taƒszy, szybszy i
g´stszy zapis danych.

44

ÂWIAT NAUKI SIERPIE¡ 2004

BRY

AN CHRISTIE

SKÑD TA NADZWYCZAJNOÂå?

MAGNETOOPÓR obserwujemy, kiedy pole magnetyczne zmienia rozk∏ad pola elektrycznego
w kawa∏ku pó∏przewodnika, zmniejszajàc nat´˝enie p∏ynàcego w nim pràdu. Nadzwyczajny
magnetoopór pojawi si´, je˝eli geometria struktury metal–pó∏przewodnik b´dzie sprzyjaç od-
dzia∏ywaniu pola magnetycznego na elektryczne, wzmacniajàc obserwowany efekt.

PRÑD ELEKTRYCZNY W PÓ¸PRZEWODNIKU

UNOSZENIE BOCZNE WYWO¸ANE POLEM MAGNETYCZNYM

NADZWYCZAJNY MAGNETOOPÓR

Je˝eli do kraƒców prostopad∏oÊciennej
p∏ytki pó∏przewodnika przy∏o˝ymy
napi´cie, powstanie w niej pole elektryczne
i poruszajàce si´ przypadkowo elektrony
zacznà dryfowaç wzd∏u˝ p∏ytki.

Dryf wszystkich elektronów sk∏ada si´
na pràd elektryczny, p∏ynàcy wzd∏u˝
linii pola elektrycznego. W wyniku
przyj´tej konwencji kierunek pràdu jest
przeciwny do kierunku dryfu elektronów.

Pole magnetyczne skierowane prostopadle
do kierunku pràdu zagina tory elektronów.
Dlatego stajà si´ one d∏u˝sze i maleje
Êrednia pr´dkoÊç dryfu elektronów
wzd∏u˝ p∏ytki – spada nat´˝enie pràdu,
czyli pojawia si´ magnetoopór.

Na skutek zakrzywienia torów elektrony
zaczynajà si´ gromadziç na dolnej, a dziury
na górnej powierzchni p∏ytki. Powstaje
poprzeczne pole elektryczne. Pràd p∏ynie
wi´c pod pewnym kàtem do wypadkowego
pola elektrycznego, którego kierunek zmieni∏
si´ pod wp∏ywem pola magnetycznego.

Pole elektryczne

Elektron

Pó∏przewodnik

Pràd elektryczny

Je˝eli pole magnetyczne oka˝e si´
dostatecznie silne, poprzeczne pole
elektryczne zacznie dominowaç nad
pierwotnym pod∏u˝nym polem elektrycznym.
Dlatego pràd elektryczny pop∏ynie
prostopadle do linii pola elektrycznego.

Metalowy dysk w p∏ytce pó∏przewodnika
zmienia bieg linii pola elektrycznego,
które stajà si´ w przybli˝eniu prostopad∏e
do powierzchni przewodnika. Linie pola
elektrycznego zag´szczajà si´ wokó∏
metalowego dysku. Dlatego przez p∏ytk´
p∏ynie pràd o wi´kszym nat´˝eniu ni˝
wtedy, gdy dysku nie ma, co t∏umaczy,
dlaczego opór struktury z dyskiem jest ma∏y.

Je˝eli w∏àczymy silne, poprzeczne pole
magnetyczne, na górnej i dolnej powierzchni
zgromadzi si´ ∏adunek dodatni i ujemny.
Powstaje poprzeczne pole elektryczne, znacznie
silniejsze od pierwotnego, które zostaje
zniekszta∏cone. Jak poprzednio pràd zaczyna
p∏ynàç prostopadle do linii pola elektrycznego
– okrà˝a dysk i musi przeciskaç si´ mi´dzy
krà˝kiem a Êciankami bocznymi, jego nat´˝enie
szybko maleje i opór struktury wzrasta – co
nazywamy nadzwyczajnym magnetooporem.

Metalowy

dysk

Pole magnetyczne

Poprzeczne
pole elektryczne

Dziura

Bit informacji zapisany na dysku ma-

gnetycznym to niewielki namagnesowa-
ny obszar, który bezpoÊrednio nad sobà
wytwarza s∏abe pole magnetyczne. Dla
uproszczenia przyjmijmy, ˝e pole skie-
rowane nad dysk oznacza „1” a pole
skierowane pod „0”. Na ka˝dym centy-
metrze kwadratowym wspó∏czesnego
dysku mieÊci si´ oko∏o 3.1 mld bitów,
czyli dane sà zapisywane z g´stoÊcià
3.1 Gb/cm

2

. Wraz z kurczeniem si´ roz-

miarów bitu, czyli wzrostem g´stoÊci
zapisu, g∏owica odczytujàca równie˝
musi maleç, a jej czu∏oÊç rosnàç, aby mo-
g∏a wykryç s∏absze pole magnetyczne
wytwarzane przez mniejszy bit. Ponad-
to musi te˝ szybciej reagowaç na zmia-
ny pola, poniewa˝ bit o mniejszych roz-
miarach i na szybciej wirujàcym talerzu
krócej pod nià przebywa.

Oceniajàc mo˝liwoÊci g∏owicy odczy-

tujàcej, bierzemy pod uwag´ nie tyle sa-
mà wielkoÊç magnetooporu, ile stosunek
sygna∏–szum, który zale˝y jeszcze od kil-
ku innych czynników. G∏ównym êród∏em
szumu we wszystkich czujnikach wyko-
rzystujàcych zjawisko magnetooporu i za-
wierajàcych warstwy magnetyczne – czy-
li wszystkich poza czujnikami EMR – jest
szum magnetyczny. Wyst´puje on, ponie-

wa˝ namagnesowanie materia∏u pochodzi
od niezliczonych atomów magnetycznych,
które niczym ig∏a w kompasie mogà fluk-
tuowaç wokó∏ wskazywanego kierunku.
Je˝eli obj´toÊç materia∏u jest du˝a, fluktu-
acje uÊredniajà si´ i sà pomijalnie ma∏e
w stosunku do namagnesowania. Gdy jed-
nak obj´toÊç maleje, szum staje si´ rela-
tywnie wi´kszy. Prawdopodobnie to w∏a-
Ênie on wyznaczy ostateczne granice

SIERPIE¡ 2004 ÂWIAT NAUKI

45

NADZWYCZAJNY MAGNETOOPÓR (EMR) po raz pierwszy
zaobserwowano w dyskach (zdj´cie na górze z lewej, schemat
na górze z prawej) zwanych dyskami van der Pauwa, od nazwiska
naukowca z Philips Laboratories. Pod koniec lat pi´çdziesiàtych
bada∏ on rozk∏ad g´stoÊci pràdu w p∏ytkach pó∏przewodników
o ró˝nym kszta∏cie znajdujàcych si´ w polu magnetycznym.
Dysk ze z∏ota umieszczono we wn´trzu pierÊcienia o promieniu
zewn´trznym d∏ugoÊci 1 mm wykonanego z 1.5-mikrometrowej
warstwy domieszkowanego tellurem antymonku indu, osadzonej
na pod∏o˝u z arsenku galu. Podane liczby mówià, jakà cz´Êcià
milimetra jest promieƒ z∏otego dysku. Napi´cie mi´dzy dwoma
z∏otymi kontaktami na ka˝dym z dysków zmierzono dla ustalonego
nat´˝enia pràdu p∏ynàcego mi´dzy dwoma pozosta∏ymi
kontaktami. Na podstawie tych danych obliczono wartoÊci
magnetooporu, który jak stwierdzono, rós∏ wraz ze zwi´kszaniem
promienia z∏otego dysku do wartoÊci

13

/

16

mm (wykres

z prawej). Pomiary przeprowadzono w temperaturze pokojowej.

STUART A. SOLIN od 2002 roku jest profesorem fizyki doÊwiadczalnej w katedrze Charle-
sa M. Hohenberga w College of Arts & Sciences w Washington University. WczeÊniej by∏ pra-
cownikiem naukowym w NEC Research Institute w Princeton w New Jersey, który wyró˝ni∏
go nagrodà Best Patent Award za rok 1998 oraz Technology Impact Award za rok 2000. W
2003 roku otrzyma∏ od Purdue University doktorat honorowy w dziedzinie nauk przyrodni-
czych (w roku 1969 uzyska∏ na tej uczelni stopieƒ doktora). W swojej pracy naukowej zaj-
muje si´ badaniami podstawowych zjawisk fizycznych w krystalicznych i amorficznych cia-
∏ach sta∏ych. W swojej karierze opublikowa∏ przesz∏o 230 artyku∏ów naukowych i uzyska∏
15 patentów. Jego hobby to historia Ameryki i gra na perkusji, szczególnie rocka i jazzu.

O

AUTORZE

STU

AR

T A. SOLIN (

zdj´cie

); BRY

AN CHRISTIE (

schemat

); L

UCY READING (

wykr

es

)

STRUKTURY EKSPERYMENTALNE

Pole

magnetyczne

Doprowadzenie

pràdu

Kontakt elektryczny
ze z∏ota

Antymonek indu

Napi´cie

Pod∏o˝e z arsenku galu

Z∏oto

9

/

16

15

/

16

11

/

16

13

/

16

11

/

16

10

/

16

9

/

16

3

/

16

6

/

16

13

/

16

rozwoju g∏owic odczytujàcych z mate-
ria∏ami magnetycznymi na poziomie kil-
kuset gigabitów na cal kwadratowy, w
perspektywie pi´ciu lat natomiast ce-
lem jest zwi´kszenie g´stoÊci zapisu do
1000 Gb/cal

2

, czyli jednego terabitu na

cal kwadratowy. Poniewa˝ w g∏owicach
EMR nie ma materia∏ów magnetycznych,
problemy z szumem magnetycznym ich
nie dotyczà. Dlatego g∏owice te sà powa˝-
nym kandydatem do zastosowania w sys-
temach o g´stoÊci zapisu 1 Tb/cal

2

.

Je˝eli dane sà upakowane z g´stoÊcià

1 Tb/cal

2

, ka˝dy bit odpowiada kwadra-

towi o boku 25 nm. Podobne rozmiary
musi mieç g∏owica odczytujàca. Produk-
cja niezawodnych nanometrowych przy-
rzàdów EMR jest du˝ym wyzwaniem
naukowym i technologicznym. Aspekt na-
ukowy to zaprojektowanie nanoczujni-
ka, który pozwoli osiàgnàç na tyle du˝à
wartoÊç nadzwyczajnego magnetoopo-
ru, aby umo˝liwiç jego praktyczne za-
stosowanie. Kiedy przechodzimy do na-
noskali, fizyka zjawisk zwiàzanych z
przewodnictwem elektrycznym si´ zmie-
nia, redukujàc nadzwyczajny magneto-
opór. Aspekt technologiczny to opraco-

wanie nanostruktury EMR, którà mo˝-
na b´dzie wyprodukowaç dost´pnymi
metodami. Niestety, struktur´ z metalo-
wym dyskiem, która pozwoli∏a wykazaç
istnienie nadzwyczajnego magnetoopo-
ru, nie jest ∏atwo zmniejszyç do rozmia-
ru nanometrów. Aby poradziç sobie z
tymi problemami, zespó∏ NEC Prince-
ton rozszerzono o fizyków J. Shena Tsai
i Yu. A. Pashkina z NEC Japan – specja-
listów odpowiednio w dziedzinie prze-
wodnictwa elektrycznego nanostruktur
oraz wytwarzania takich struktur za po-
mocà elektronolitografii.

Podstawowà struktur´ EMR, którà

wczeÊniej opisywa∏em, nazywa si´ we-
wn´trznie zwartà, poniewa˝ zawiera me-
talowy dysk (zwor´) otoczony pó∏prze-
wodnikiem niczym wysp´ na Êrodku
rzeki. W rozszerzonym zespole NEC, któ-
rym kierowa∏em, zauwa˝yliÊmy, ˝e taki
uk∏ad daje si´ przekszta∏ciç w zewn´trz-
nie zwarty, je˝eli skorzysta si´ z odwzo-
rowania matematycznego zwanego trans-
formacjà konforemnà [ilustracja z lewej].
W ten sposób mo˝na otrzymaç struktur´,
która sk∏ada si´ z dwóch przylegajàcych
do siebie pasków, przy czym wszystkie
kontakty – dwa napi´ciowe i dwa prà-
dowe – sà rozmieszczone wzd∏u˝ kraw´-
dzi swobodnej pó∏przewodnika. Zwora
(pasek metalu) znajduje si´ teraz na ze-
wnàtrz, po przeciwnej stronie ni˝ kon-
takty elektryczne. Nie jest ∏atwo opisaç
s∏owami przebieg linii pola elektryczne-
go ani to, jak pole magnetyczne odchyla
noÊniki od tych linii (odpychajàc je od
metalu o wysokim przewodnictwie). Ca-
∏a jednak niezwyk∏oÊç transformacji kon-
foremnej polega na tym, ˝e element b´-
dzie dzia∏a∏ dok∏adnie tak, jak ten z
dyskiem, je˝eli geometri´ wszystkich je-
go krytycznych sk∏adowych zmienimy
zgodnie z regu∏ami wspomnianego prze-
kszta∏cenia. Struktura liniowa z zewn´trz-
nà zworà ma t´ zalet´, ˝e znacznie ∏a-
twiej jà zaprojektowaç i wykorzystaç w
nanoskali.

Wytwarzajàc nasze przyrzàdy, musie-

liÊmy stosowaç najnowszà elektronoli-
tografi´ i... komunikacj´ lotniczà: nasze
próbki czterokrotnie pokonywa∏y tras´
Princeton–Tsukuba. Jednak rezultat
koƒcowy by∏ tego wart. Powsta∏y czuj-
niki EMR – na bazie heterostruktur
takich jak te, które opracowa∏ Santos –
umo˝liwiajàce odczyt danych zapisa-
nych z g´stoÊcià 700 Gb/cal

2

. Operacje

zwiàzane z przekszta∏ceniem prototy-
powych czujników w prawdziwe g∏owi-

46

ÂWIAT NAUKI SIERPIE¡ 2004

BRY

AN CHRISTIE; STU

AR

T A. SOLIN (

zdj´cie z mikr

oskopu elektr

onowego

)

ROZWIÑZANIE PRAKTYCZNE

OKRÑG¸A STRUKTURA CZUJNIKA EMR po zmniej-
szeniu do nanoskali nie nadaje si´ do masowej produk-
cji (ilustracja na poprzedniej stronie). Dzi´ki przekszta∏-
ceniu nazywanemu odwzorowaniem konforemnym
struktur´ okràg∏à ze zworà wewn´trznà mo˝na prze-
kszta∏ciç w liniowà ze zworà zewn´trznà (poni˝ej), któ-
rà ∏atwo otrzymaç metodami stosowanymi ju˝ w nano-
elektronice. Mówiàc w uproszczeniu, dysk jest rozcinany
wzd∏u˝ promienia i rozwijany w pasek. Przyrzàd o struk-
turze liniowej dzia∏a dok∏adnie tak samo jak okràg∏y,
którego wszystkie elementy i kierunki pola elektrycz-
nego i magnetycznego sà przekszta∏cane za pomocà te-
go samego odwzorowania. (Przedstawiony schemat jest
uproszczony, aby zachowaç przejrzystoÊç; proporcje
struktury liniowej nie zosta∏y tu zachowane).

Wykonano ju˝ prototypowy czujnik pola
o strukturze liniowej (z lewej) z zewn´trz-
nà zworà, który nadaje si´ do zastosowa-
nia w g∏owicy odczytujàcej dysku (poni-
˝ej z lewej). G´stoÊç danych, które mo˝na
odczytywaç za pomocà takiej g∏owicy, za-
le˝y od gruboÊci wyspy antymonku indu
(InSb) i odleg∏oÊci mi´dzy kontaktami na-
pi´ciowymi. Prototypowa g∏owica mog∏a
odczytywaç dane zapisane z g´stoÊcià
przekraczajàcà 700 Gb/cal

2

, czyli z grub-

sza trzykrotnie wi´kszà ni˝ kolejna gene-
racja g∏owic wykorzystujàcych zjawisko
magnetooporu tunelowego. Regularne po-
fa∏dowanie powierzchni bocznej warstwy
InSb nie by∏o zamierzone, ale okaza∏o si´
kluczowe dla dzia∏ania przyrzàdu.

Pó∏przewodnik

Pràd

Pràd

Pràd

Napi´cie

Napi´cie

Napi´cie

Przecinamy

Rozwijamy

Pokrywka
z azotku krzemu

Zwora ze z∏ota

Zwora ze z∏ota

300 nm

Antymonek indu

Zewn´trzna zwora

Wewn´trzna

zwora

ze z∏ota

ce prawdopodobnie zmniejszy∏yby o po-
∏ow´ maksymalnà g´stoÊç odczytywa-
nych danych. Do tej pory nasz zespó∏
osiàgnà∏ magnetoopór na poziomie 35%
w polu o indukcji 0.05 tesli, co ca∏kowi-
cie wystarcza do zastosowania w u˝y-
tecznej technologii.

Zagadka

STARAJ

ÑC SI¢ ZROZUMIEå

fizyczne podsta-

wy nadzwyczajnego magnetooporu w
nanostrukturach, doszliÊmy do wnio-
sku, ˝e nasze przyrzàdy w ogóle nie po-
winny dzia∏aç. WartoÊç EMR nie powin-
na przekroczyç 1%. Przyczyna by∏a
zwiàzana z ruchem elektronów (i dziur).
NoÊniki poruszajà si´ po przypadkowej
linii ∏amanej z pewnym odchyleniem w
kierunku przep∏ywu pràdu (transport
dyfuzyjny). Przeci´tna d∏ugoÊç ka˝dego
prostego odcinka (droga mi´dzy kolejny-
mi zderzeniami z defektami) jest nazy-
wana Êrednià drogà swobodnà. Niektó-
re sk∏adowe naszej nanostruktury mia∏y
jednak rozmiary mniejsze ni˝ Êrednia
droga swobodna. W konsekwencji by∏o
bardziej prawdopodobne, ˝e noÊnik na-
potka Êcian´ bocznà, ni˝ ˝e zderzy si´
z defektem. W takim przypadku mówi-
my, ˝e transport noÊników jest balistycz-
ny – tzn. pokonujà one struktur´ po linii
prostej, a nie ∏amanej. Okazuje si´,
˝e pole magnetyczne znacznie s∏abiej
odchyla noÊniki balistyczne uwi´zione
w nanostrukturach ni˝ te, które uczest-
niczà w transporcie dyfuzyjnym w obiek-
cie makroskopowym. Dlatego w na-
nostrukturach noÊniki sà w mniejszym
stopniu odchylane na styku metal–pó∏-
przewodnik, co znacznie zmniejsza nad-
zwyczajny magnetoopór.

Szcz´Êliwym zbiegiem okolicznoÊci –

wcale nie by∏o to przez nas zamierzone
– podczas wytwarzania struktury na jej
bocznych Êciankach powsta∏y doÊç re-
gularne pofa∏dowania, które sprzyja∏y
rozpraszaniu uderzajàcych w nie noÊni-
ków [zdj´cie z mikroskopu elektronowego
na sàsiedniej stronie]. To rozpraszanie
zmienia∏o charakter ruchu noÊników z
balistycznego na dyfuzyjny i pozwala∏o
uzyskaç du˝à wartoÊç nadzwyczajnego
magnetooporu, charakterystycznà w∏a-
Ênie dla transportu dyfuzyjnego. Los po-
nownie si´ do nas uÊmiechnà∏! Teraz
wiemy ju˝, skàd bierze si´ pofa∏dowanie
powierzchni i umiemy je kontrolowaç.

Prócz mo˝liwoÊci pracy przy du˝ej

g´stoÊci zapisu i braku szumu magne-
tycznego g∏owice odczytujàce EMR ma-

jà wiele innych potencjalnych zalet
[tabela powy˝ej]. Czas ich odpowiedzi
mo˝e byç nawet 100 razy krótszy ni˝ w
przypadku elementów innego typu.
Mo˝na je z ∏atwoÊcià integrowaç z ob-
wodami na pod∏o˝ach pó∏przewodniko-
wych, a koszt wytwarzania jest niewiel-
ki. Wadà jest ograniczenie temperatury
pracy do stosunkowo niskich tempera-
tur – niewiele tylko wy˝szych ni˝ tem-
peratura pokojowa. Ich w∏aÊciwoÊcià,
która mo˝e byç równie dobrze zaletà,
jak i wadà, jest kwadratowa zale˝noÊç
mi´dzy odpowiedzià g∏owicy EMR a na-
t´˝eniem pola magnetycznego. Z jednej
strony taka „nieliniowoÊç” nie jest ko-
rzystna, ale z drugiej zwi´ksza czu∏oÊç,
co jest po˝àdane.

Obecnie najwi´kszym problemem jest

to, ˝e technologia czujników EMR jest
nadal nowa i niesprawdzona. Aby sta∏a
si´ prze∏omem w dziedzinie zapisu ma-
gnetycznego, trzeba pokonaç powa˝ne

bariery technologiczne i ekonomiczne.
To nic niezwyk∏ego w przypadku roz-
wiàzaƒ, które mogà okazaç si´ prze∏o-
mowe – w istocie konkurencyjne tech-
nologie mogà pokonaç g∏owice EMR,
zanim te zdo∏ajà wyjÊç poza faz´ roz-
woju. Termiczny zapis magnetyczny
(HAMR – heat-assisted magnetic recor-
ding) opracowany w Seagate Corpora-
tion oraz zapis niemagnetyczny Milli-
pede, nad którym pracuje IBM, to tylko
niektóre przyk∏ady rozwiàzaƒ konku-
rencyjnych [patrz: Jon William Toigo
„Uciec przed potopem danych”; Âwiat
Nauki, sierpieƒ 2000; oraz Peter Vetti-
ger i Gerd Binnig „Nanonap´dy”; Âwiat
Nauki, marzec 2003]. Ale nawet gdyby
tak si´ sta∏o, nadzwyczajny magneto-
opór znajdzie zastosowanie w wielu in-
nych aplikacjach. Pozostaje wi´c ci´˝-
ka praca, dzi´ki której dwa szcz´Êliwe
zbiegi okolicznoÊci byç mo˝e przyniosà
obfite plony.

n

SIERPIE¡ 2004 ÂWIAT NAUKI

47

Nonmagnetic Semiconductors as Read-Head Sensors for Ultra-High-Density Magnetic Recor-

ding. S. A. Solin i in.; Applied Physics Letters, tom 80, nr 21, s. 4012-4014; 27 V 2002.

Semiconductor Fridges Get into Shape. Stuart A. Solin; Physics World, tom 14, nr 6, s. 29-30;

VI/2001.

Layered Magnetic Structures: History, Highlights, Applications. Peter Grünberg; Physics Today,

tom 54, nr 5, s. 31-37; V/2001.

Enhanced Room-Temperature Geometric Magnetoresistance in Inhomogeneous Narrow-Gap

Semiconductors. S. A. Solin, Tineke Thio, D. R. Hines i J. J. Heremans; Science, tom 289,
s. 1530-1532; 1 IX 2000.

Colossal Magnetoresistance. Josep Fontcuberta; Physics World, tom 12, nr 2, s. 33-38; II/1999.
Special Issue on Magnetoelectronics. Physics Today, tom 48, nr 4; IV/1995.

JEÂLI CHCESZ WIEDZIEå WI¢CEJ

TYP MAGNETOOPÓR

G¢STOÂå

STOSUNEK

STA¸A

WYMAGANA

MAGNETOOPORU

W 300 K

DANYCH

SYGNA¸–SZUM

CZASOWA

INDUKCJA

(procenty)

(Gb/cal

2

)

(decybele)

(nanosekundy)

MAGNETYCZNA

(im wi´cej,

(im mniej,

(tesle)

tym lepiej)

tym szybszy

(im mniej,

uk∏ad)

tym lepiej)

EMR

>35

>300

43

<0.001

0.05

GMR

10

125

29

0.1

0.005

TMR

15

oko∏o 200

34

0.1

0.001

CMR

0.4

oko∏o 100

–17

1.0

0.05

BMR

3000

>1000

10

0.1

0.03

Docelowo
w ciàgu pi´ciu lat

4–10

100–1000

30–40

0.01–0.1

0.005–0.05

CO JEST MO˚LIWE?

RÓ˚NE RODZAJE MAGNETOOPORU wykazujà ró˝ne w∏aÊciwoÊci, które mogà okazaç si´
u˝yteczne w zastosowaniach komercyjnych. Poni˝ej zestawiono charakterystyki tych zjawisk
z parametrami zapisu magnetycznego, które chciano by uzyskaç ciàgu pi´ciu lat. G∏owice
odczytujàce EMR powinny umo˝liwiaç zapis danych z wi´kszà g´stoÊcià ni˝ stosowane dziÊ
g∏owice GMR, pracowaç 100 razy szybciej i wykazywaç ni˝szy poziom szumu magnetycz-
nego. Dane w tabeli zaczerpni´to z oficjalnych publikacji; niektóre firmy mog∏y nie ujawniç
najnowszych osiàgni´ç.