阿爾貝·費爾 - 人物簡介

法國科學家阿爾貝·費爾1938年3月出生于法國南部小城卡爾卡索納，曾在南巴黎大學獲博士學位，1976年開始擔任南巴黎大學教授。自1995年以來，費爾還一直擔任法國國家科研中心與法國泰雷茲集團組建的聯(lián)合物理實驗室科學主管。費爾于2004年當選法國科學院院士。費爾喜歡音樂，最喜歡的樂手是美國爵士樂鋼琴家塞羅尼斯·蒙克。

阿爾貝·費爾 - 個人簡歷

阿爾貝·費爾1938年3月7日出生于法國的卡爾卡松，已婚并有兩個孩子。

1962年，費爾在巴黎高等師范學院獲數(shù)學和物理碩士學位。

1970年，費爾從巴黎第十一大學獲物理學博士學位�！�
阿爾貝·費爾目前為巴黎第十一大學物理學教授。

費爾從1970年到1995年一直在巴黎第十一大學固體物理實驗室工作。后任研究小組組長。

1995年至今則擔任國家科學研究中心-Thales 集團聯(lián)合物理小組科學主管。

1988年，費爾發(fā)現(xiàn)巨磁阻效應，同時他對自旋電子學作出過許多貢獻�！�

費爾在獲得諾貝爾獎之前已經(jīng)取得多種獎項，包括1994年獲美國物理學會頒發(fā)的新材料國際獎，1997年獲歐洲物理協(xié)會頒發(fā)的歐洲物理學大獎，以及2003年獲法國國家科學研究中心金獎。費爾于2004年當選法國科學院院士。

阿爾貝·費爾 - 巨磁阻效應理論

早在1988年，費爾和格林貝格爾就各自獨立發(fā)現(xiàn)了這一特殊現(xiàn)象：非常弱小的磁性變化就能導致磁性材料發(fā)生非常顯著的電阻變化。那時，法國的費爾在鐵、鉻相間的多層膜電阻中發(fā)現(xiàn)，微弱的磁場變化可以導致電阻大小的急劇變化，其變化的幅度比通常高十幾倍，他把這種效應命名為巨磁阻效應。有趣的是，就在此前3個月，德國優(yōu)利希研究中心格林貝格爾教授領導的研究小組在具有層間反平行磁化的鐵/鉻/鐵三層膜結構中也發(fā)現(xiàn)了完全同樣的現(xiàn)象。

所謂巨磁阻效應，是指磁性材料的電阻率在有外磁場作用時較之無外磁場作用時存在巨大變化的現(xiàn)象。巨磁阻是一種量子力學效應，它產(chǎn)生于層狀的磁性薄膜結構。這種結構是由鐵磁材料和非鐵磁材料薄層交替疊合而成。當鐵磁層的磁矩相互平行時，載流子與自旋有關的散射最小，材料有最小的電阻。當鐵磁層的磁矩為反平行時，與自旋有關的散射最強，材料的電阻最大。上下兩層為鐵磁材料，中間夾層是非鐵磁材料。鐵磁材料磁矩的方向是由加到材料的外磁場控制的，因而較小的磁場也可以得到較大電阻變化的材料。

眾所周知，計算機硬盤是通過磁介質(zhì)來存儲信息的。一塊密封的計算機硬盤內(nèi)部包含若干個磁盤片，磁盤片的每一面都被以轉軸為軸心、以一定的磁密度為間隔劃分成多個磁道，每個磁道又被劃分為若干個扇區(qū)。
磁盤片上的磁涂層是由數(shù)量眾多的、體積極為細小的磁顆粒組成，若干個磁顆粒組成一個記錄單元來記錄1比特信息，即0或1。磁盤片的每個磁盤面都相應有一個磁頭。當磁頭“掃描”過磁盤面的各個區(qū)域時，各個區(qū)域中記錄的不同磁信號就被轉換成電信號，電信號的變化進而被表達為“0”和“1”，成為所有信息的原始譯碼。

最早的磁頭是采用錳鐵磁體制成的，該類磁頭是通過電磁感應的方式讀寫數(shù)據(jù)。然而，隨著信息技術發(fā)展對存儲容量的要求不斷提高，這類磁頭難以滿足實際需求。因為使用這種磁頭，磁致電阻的變化僅為1％～2％之間，讀取數(shù)據(jù)要求一定的強度的磁場，且磁道密度不能太大，因此使用傳統(tǒng)磁頭的硬盤最大容量只能達到每平方英寸20兆位。硬盤體積不斷變小，容量卻不斷變大時，勢必要求磁盤上每一個被劃分出來的獨立區(qū)域越來越小，這些區(qū)域所記錄的磁信號也就越來越弱。

1997年，全球首個基于巨磁阻效應的讀出磁頭問世。正是借助了巨磁阻效應，人們才能夠制造出如此靈敏的磁頭，能夠清晰讀出較弱的磁信號，并且轉換成清晰的電流變化。新式磁頭的出現(xiàn)引發(fā)了硬盤的“大容量、小型化”革命。如今，筆記本電腦、音樂播放器等各類數(shù)碼電子產(chǎn)品中所裝備的硬盤，基本上都應用了巨磁阻效應，這一技術已然成為新的標準。

阿爾貝·費爾 - 巨磁阻效應應用

阿爾貝·費爾和彼得·格林貝格爾所發(fā)現(xiàn)的巨磁阻效應造就了計算機硬盤存儲密度提高50倍的奇跡。單以讀出磁頭為例，1994年，IBM公司研制成功了巨磁阻效應的讀出磁頭，將磁盤記錄密度提高了17倍。1995年，宣布制成每平方英寸3Gb硬盤面密度所用的讀出頭，創(chuàng)下了世界記錄。硬盤的容量從4ＧB提升到了600ＧB或更高。
采用SPIN-VALVE材料研制的新一代硬盤讀出磁頭，已經(jīng)把存儲密度提高到560億位/平方英寸，該類型磁頭已占領磁頭市場的90%～95%。隨著低電阻高信號的TMR的獲得，存儲密度達到了1000億位/平方英寸。

2007年9月13日，全球最大的硬盤廠商希捷科技（Seagate Technology）在北京宣布，其旗下被全球最多數(shù)字視頻錄像機（DVR）及家庭媒體中心采用的第四代DB35系列硬盤，現(xiàn)已達到1TB（1000GB）容量，足以收錄多達200小時的高清電視內(nèi)容。正是依靠巨磁阻材料，才使得存儲密度在最近幾年內(nèi)每年的增長速度達到3～4倍。由于磁頭是由多層不同材料薄膜構成的結構，因而只要在巨磁阻效應依然起作用的尺度范圍內(nèi)，未來將能夠進一步縮小硬盤體積，提高硬盤容量。

除讀出磁頭外，巨磁阻效應同樣可應用于測量位移、角度等傳感器中，可廣泛地應用于數(shù)控機床、汽車導航、非接觸開關和旋轉編碼器中，與光電等傳感器相比，具有功耗小、可靠性高、體積小、能工作于惡劣的工作條件等優(yōu)點。中國內(nèi)也已具備了巨磁阻基礎研究和器件研制的良好基礎。中國科學院物理研究所及北京大學等高校在巨磁阻多層膜、巨磁阻顆粒膜及巨磁阻氧化物方面都有深入的研究。中國科學院計算技術研究所在磁膜隨機存儲器、薄膜磁頭、MIG磁頭的研制方面成果顯著。北京科技大學在原子和納米尺度上對低維材料的微結構表征的研究及對大磁矩膜的研究均有較高水平。

阿爾貝·費爾 - 獲諾貝爾物理獎

2007年10月，科學界的最高盛典—瑞典皇家科學院頒發(fā)的諾貝爾獎揭曉了。本年度，法國科學家阿爾貝·費爾和德國科學家彼得·格林貝格爾因分別獨立發(fā)現(xiàn)巨磁阻效應而共同獲得2007年諾貝爾物理學獎。

阿爾貝·費爾 - 獲獎感言

“能夠看到我們的發(fā)現(xiàn)所產(chǎn)生的威力實在是太棒了！”“我受寵若驚，非常感動，我為能夠與彼得·格林貝格爾共享這一獎項而興奮不已。我們剛剛交談過。”