硬盤技術(shù)之父摘得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)

    瑞典皇家科學(xué)院9日宣布，法國(guó)科學(xué)家阿爾貝·費(fèi)爾和德國(guó)科學(xué)家彼得·格林貝格爾共同獲得2007年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

　　這兩名科學(xué)家獲獎(jiǎng)的原因是先后獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了“巨磁電阻”效應(yīng)。所謂“巨磁電阻”效應(yīng)，是指磁性材料的電阻率在有外磁場(chǎng)作用時(shí)較之無(wú)外磁場(chǎng)作用時(shí)存在巨大變化的現(xiàn)象。根據(jù)這一效應(yīng)開發(fā)的小型大容量計(jì)算機(jī)硬盤已得到廣泛應(yīng)用。 

　　瑞典皇家科學(xué)院在評(píng)價(jià)這項(xiàng)成就時(shí)表示，今年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)主要獎(jiǎng)勵(lì)“用于讀取硬盤數(shù)據(jù)的技術(shù)，得益于這項(xiàng)技術(shù)，硬盤在近年來(lái)迅速變得越來(lái)越小”。這項(xiàng)技術(shù)被認(rèn)為是“前途廣闊的納米技術(shù)領(lǐng)域的首批實(shí)際應(yīng)用之一”。  
 
    得益于“巨磁電阻”效應(yīng)這一重大發(fā)現(xiàn)，最近20多年來(lái)，我們開始能夠在筆記本電腦、音樂(lè)播放器等所安裝的越來(lái)越小的硬盤中存儲(chǔ)海量信息。

　　通常說(shuō)的硬盤也被稱為磁盤，這是因?yàn)樵谟脖P中是利用磁介質(zhì)來(lái)存儲(chǔ)信息的。一般而言，在密封的硬盤內(nèi)腔中有若干個(gè)磁盤片，磁盤片的每一面都被以轉(zhuǎn)軸為軸心、以一定的磁密度為間隔劃分成多個(gè)磁道，每個(gè)磁道又進(jìn)而被劃分為若干個(gè)扇區(qū)。磁盤片的每個(gè)磁盤面都相應(yīng)有一個(gè)數(shù)據(jù)讀出頭。

　　簡(jiǎn)單地說(shuō)，當(dāng)數(shù)據(jù)讀出頭“掃描”過(guò)磁盤面的各個(gè)區(qū)域時(shí)，各個(gè)區(qū)域中記錄的不同磁信號(hào)就被轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，電信號(hào)的變化進(jìn)而被表達(dá)為“0”和“1”，成為所有信息的原始“譯碼”。

　　伴隨著信息數(shù)字化的大潮，人們開始尋求不斷縮小硬盤體積同時(shí)提高硬盤容量的技術(shù)。1988年，費(fèi)爾和格林貝格爾各自獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了“巨磁電阻”效應(yīng)，也就是說(shuō)，非常弱小的磁性變化就能導(dǎo)致巨大電阻變化的特殊效應(yīng)。

　　這一發(fā)現(xiàn)解決了制造大容量小硬盤最棘手的問(wèn)題：當(dāng)硬盤體積不斷變小，容量卻不斷變大時(shí)，勢(shì)必要求磁盤上每一個(gè)被劃分出來(lái)的獨(dú)立區(qū)域越來(lái)越小，這些區(qū)域所記錄的磁信號(hào)也就越來(lái)越弱。借助“巨磁電阻”效應(yīng)，人們才得以制造出更加靈敏的數(shù)據(jù)讀出頭，使越來(lái)越弱的磁信號(hào)依然能夠被清晰讀出，并且轉(zhuǎn)換成清晰的電流變化。

　　1997年，第一個(gè)基于“巨磁電阻”效應(yīng)的數(shù)據(jù)讀出頭問(wèn)世，并很快引發(fā)了硬盤的“大容量、小型化”革命。如今，筆記本電腦、音樂(lè)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(yīng)用了“巨磁電阻”效應(yīng)，這一技術(shù)已然成為新的標(biāo)準(zhǔn)。 

　　瑞典皇家科學(xué)院的公報(bào)介紹說(shuō)，另外一項(xiàng)發(fā)明于上世紀(jì)70年代的技術(shù)，即制造不同材料的超薄層的技術(shù)，使得人們有望制造出只有幾個(gè)原子厚度的薄層結(jié)構(gòu)。由于數(shù)據(jù)讀出頭是由多層不同材料薄膜構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，因而只要在“巨磁電阻”效應(yīng)依然起作用的尺度范圍內(nèi)，科學(xué)家未來(lái)將能夠進(jìn)一步縮小硬盤體積，提高硬盤容量。