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硬盤技術之父摘得諾貝爾物理學獎

時間：2007-10-11 11:08:00

關鍵字：硬盤諾貝爾物理學 BSP

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    瑞典皇家科學院9日宣布，法國科學家阿爾貝·費爾和德國科學家彼得·格林貝格爾共同獲得2007年諾貝爾物理學獎。

　　這兩名科學家獲獎的原因是先后獨立發(fā)現了“巨磁電阻”效應。所謂“巨磁電阻”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象。根據這一效應開發(fā)的小型大容量計算機硬盤已得到廣泛應用。

　　瑞典皇家科學院在評價這項成就時表示，今年的諾貝爾物理學獎主要獎勵“用于讀取硬盤數據的技術，得益于這項技術，硬盤在近年來迅速變得越來越小”。這項技術被認為是“前途廣闊的納米技術領域的首批實際應用之一”。

    得益于“巨磁電阻”效應這一重大發(fā)現，最近20多年來，我們開始能夠在筆記本電腦、音樂播放器等所安裝的越來越小的硬盤中存儲海量信息。

　　通常說的硬盤也被稱為磁盤，這是因為在硬盤中是利用磁介質來存儲信息的。一般而言，在密封的硬盤內腔中有若干個磁盤片，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，每個磁道又進而被劃分為若干個扇區(qū)。磁盤片的每個磁盤面都相應有一個數據讀出頭。

　　簡單地說，當數據讀出頭“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”。

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

　　這一發(fā)現解決了制造大容量小硬盤最棘手的問題：當硬盤體積不斷變小，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。借助“巨磁電阻”效應，人們才得以制造出更加靈敏的數據讀出頭，使越來越弱的磁信號依然能夠被清晰讀出，并且轉換成清晰的電流變化。

　　1997年，第一個基于“巨磁電阻”效應的數據讀出頭問世，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、音樂播放器等各類數碼電子產品中所裝備的硬盤，基本上都應用了“巨磁電阻”效應，這一技術已然成為新的標準。

　　瑞典皇家科學院的公報介紹說，另外一項發(fā)明于上世紀70年代的技術，即制造不同材料的超薄層的技術，使得人們有望制造出只有幾個原子厚度的薄層結構。由于數據讀出頭是由多層不同材料薄膜構成的結構，因而只要在“巨磁電阻”效應依然起作用的尺度范圍內，科學家未來將能夠進一步縮小硬盤體積，提高硬盤容量。

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