Fisikako Nobel Saria, magnetorresistentzia erraldoiari

Alber Fert (ezkerrean) eta Peter Grünberg (eskuinean) .
(Argazkiak: Fertena, B. Fert, Invisuphoto eta Günbergena, Forschungszentrum Jülich)

Nobel Saria Albert Fert frantziarrari eta Peter Grünberg alemaniarrari emango diete, 1988an, bakoitzak bere aldetik, fenomeno fisiko guztiz berri bat aurkitu zutelako: magnetorresistentzia erraldoia (edo GMR). Magnetorresistentzia erraldoian oinarritutako sistema batek disko gogorren aldaketa magnetiko txikiak erresistentzia elektrikoaren aldaketa, alegia, sistema digitaletan erabiltzen diren 1 eta 0 balio, bilakatzen ditu. Fenomeno hori material magnetiko finetan gertatzen da, atomo gutxi batzuetako lodiera baino ez duten materialetan.

Materialak finak izateari esker lortu dute ordenagailu eramangarriak, musika-erreproduzitzaileak eta abarrak gero eta txikiagoak izatea. Sistema horietan, informazioa oso trinko paketatuta dago disko gogorretan. Informazioa noranzko desberdinetan magnetizatuta dauden gune mikroskopiko gisa gordeta dago. Gailu horien irakurgailuek diskoak aztertu eta haietan gordeta dauden magnetismo-aldaketak erregistratzen dituzte. Zenbat eta trinkoagoa edo konpaktuagoa izan disko gogorra, orduan eta txikiagoak eta ahulagoak izango dira gune magnetikoak. Gune horiek irakurtzeko beharko diren irakurlegailuek, beraz, oso sentikorrak izan beharko dute. Magnetorresistentzia erraldoi deritzon efektuan oinarrituta dagoen buru irakurgailu bat gai da aldaketa magnetiko txiki horiek detektatzeko eta erresistentzia elektrikoaren aldaketa bihurtzeko.

Magnetorresistentzia erraldoian oinarritutako sistemak

Magnetorresistentziari esker lortu dute disko gogorrak izugarri txikitzea.

Material magnetiko batean, elektroi gehienak noranzko bakarrean higitzen dira (elkarrekiko paraleloan); elektroi batzuk, dena den, magnetizazio orokorraren kontrako noranzkoan higitzen dira. Materialaren propietateen arabera, noranzko jakin batean doazen elektroiek joera handiagoa dute materialaren irregulartasunen eta ezpurutasunen aurka jo eta desbideratzeko, hau da, erresistentzia eragiteko.

Magnetorresistentzia erraldoia sortzen duen sistema sinpleenak osagai hauek ditu: metal magnetiko baten bi geruza eta, bi geruzen artean, magnetikoa ez den material baten geruza bat. Sistema hori bi motatakoa izan daiteke: metal magnetikoaren bi geruzen magnetizazioek noranzko bera izan dezakete edo bakoitza noranzko batean magnetizatuta egon daiteke. Lehenengo kasuan, magnetizazioaren noranzkoan doazen elektroiek (gehienak) sistema osoa zeharkatu ahal izango dute, ia desbideratu gabe. Horren ondorioz, sistemaren erresistentzia txikia izango da. Bigarren sistema-motan, berriz, bi geruzak kontrako noranzkoan magnetizatuta daudenez, elektroi guztiak magnetizazioaren kontrako noranzkoan higituko dira, geruza batean ez bada, bestean. Sistema-mota horretan, erresistentzia handia eratuko da.

Irakurgailuak egiteko asmatu duten sisteman egon daitezkeen bi egoerak ageri dira A eta B irudietan: A egoeran bi geruzen magnetizazioa bera da, eta B egoeran, berriz, kontrakoa. Horren ondorioz, A egoeran erresistentzia txikia izango da eta B egoeran, berriz, handia.
(Irudia: Nobel Fundazioa)

Magnetorresistentzia fenomenoaz baliatuz disko gogorrak irakurri ahal izateko, sistema hau asmatu zuten: metal magnetikoen geruza batek magnetizazio finkoa du eta besteak, berriz, aldakorra; hau da, azkenekoaren magnetizazioa disko gogorrean aztertzen edo irakurtzen duen gunearen magnetizazioaren arabera aldatzen da.

Irakurtzen duen gunearen arabera, irakurgailuaren bi geruza magnetikoen magnetizazioek noranzko bera edo kontrako noranzkoa izango dute, eta, horren ondorioz, erresistentzia magnetikoa handia edo txikia izango da. Lehen aipatu bezala, irakurgailuak gai dira erresistentzia handia eta txikia sistema digitalen 1 eta 0 balio bilakatzeko, eta horri esker interpreta dezakete disko gogorretan pilatuta dagoen informazioa.

Zenbat eta finagoak izan irakurgailuaren geruzak, orduan eta gehiago konpaktatu ahal izango da disko gogorren informazioa, geruzak gai izango baitira magnetizazio-aldaketa txiki horien arabera aldatzeko beren magnetizazioa.