GIẢI NOBEL VẬT LÝ NĂM 2007 docx

Năm 1986 Majkrzak và cộng sự công bố một công trình về siêu mạng của Gd/Y/Gd trong đó họ thông báo một sự sắp xếp mômen từ phản song song giữa các lớp Gd đối với trường hợp của 10 đơn lớ

GIẢI NOBEL VẬT LÝ NĂM 2007

Albert Fert (1938-)

Peter Grunberg (1939-)

Gadolini là một chất sắt từ mà ở đó, các mômen từ có nguồn gốc từ các

electron 4f định xứ trên từng nguyên tử có cấu hình 4f7 Nghĩa là tất cả các mômen

từ 4f chỉ theo cùng một hướng và bao quanh các mômen này có 3 electron dẫn ứng với một nguyên tử mà nó dàn xếp tương tác giữa các mômen từ 4f Năm 1986 Majkrzak và cộng sự công bố một công trình về siêu mạng của Gd/Y/Gd trong đó

họ thông báo một sự sắp xếp mômen từ phản song song giữa các lớp Gd đối với trường hợp của 10 đơn lớp của Y Có thể giải thích điều này bằng cách là một lớp

Gd sắt từ cảm ứng một sự phân cực spin dao động của kim loại Y không từ thông thường và lớp Gd thứ hai xảy ra tại khoảng cách có sự sắp xếp phản sắt từ

Grunberg và cộng sự phát hiện ra một một sự liên kết phản sắt từ giữa các lớp sắt đối với ba lớp Fe/Cr/Fe Điều này có thể được giải thích theo cách tương tự như trường hợp của Gd/Y/Gd Trong cả hai trường hợp, do bố trí hình học, có các đóng góp quan trọng vào liên kết trao đổi giữa các lớp từ sự giao thoa lượng tử của các sóng electron bị phản xạ tại các lớp từ Có thể rút ra kết luận là vai trò quan trọng của các electron của các lớp không từ là ở chỗ chúng cung cấp cơ chế liên kết giữa các lớp từ

Bước tiếp theo nhằm nghiên cứu sự phụ thuộc của liên kết vào bề dày của các lớp không từ trung gian Một số nhóm nghiên cứu chỉ ra sự đổi dấu với sự tăng

bề dày Parkin đã nghiên cứu kỹ về sự phụ thuộc của tính chất dao động vào bề dày của lớp không từ, sự phụ thuộc của nó vào vật liệu của lớp không từ cũng như vào

sự phụ thuộc của vật liệu của chính lớp từ Parkin thực sự đã sử dụng hiệu ứng GMR như một công cụ để nghiên cứu sự phụ thuộc này Để tạo ra các đa lớp, Parkin

sử dụng kỹ thuật lắng đọng phún xạ manhêtron Nhờ phương pháp này, có thể chế tạo một số lớn mẫu trong các điều kiện có thể so sánh với nhau Công trình này đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển tiếp theo của hiệu ứng GMR vào một thiết bị cụ thể

Xét một ví dụ về loại hệ đơn giản nhất trong đó xuất hiện từ trở khổng lồ Nó bao gồm một lớp kim loại không từ nằm giữa hai lớp kim loại từ Trong vật liệu từ

và đặc biệt là tại giao diện giữa vật liệu từ và vật liệu không từ, các electron với các

spin khác nhau bị tán xạ khác nhau Ta sẽ xem xét trường hợp trong đó các

electron tán xạ nhiều hơn nếu spin của chúng là phản song song với hướng chung của sự từ hóa Điều này ngụ ý rằng trở kháng đối với các electron có spin phản song song với hướng từ hóa sẽ lớn hơn trở kháng đối với các electron có spin song song với hướng từ hóa Khi các electron đi vào vật liệu không từ, chúng đều bị tán

xạ giống nhau không phụ thuộc vào hướng spin của chúng Tại giao diện thứ hai và trong lớp vật liệu từ thứ hai, các electron với spin phản song song lại một lần nữa

bị tán xạ nhiều hơn so với các electron với spin song song

Trong trường hợp khi cả hai lớp vật liệu từ bị từ hóa theo cùng một hướng, hầu hết các electron sẽ có spin song song và chuyển động dễ dàng qua cấu trúc Tổng trở kháng trong trường hợp này là thấp Tuy nhiên, nếu những sự từ hóa của hai lớp là đối nghịch, tất cả các electron sẽ ở trong trạng thái có spin phản song song ở một trong hai lớp Điều đó có nghĩa là không có các electron có thể chuyển động dễ dàng qua hệ và tổng trở kháng trong trường hợp này là cao Bây giờ, ta thử sử dụng cấu trúc này trong một đầu đọc để quét một đĩa cứng Sự từ hóa của lớp vật liệu từ thứ nhất bị cố định trong lúc sự từ hóa của lớp vật liệu từ thứ hai có thể tự do chuyển động và do đó có thể bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi của các từ trường lên đĩa cứng Sự từ hóa của hai lớp vật liệu từ trong đầu đọc khi đó sẽ luân phiên theo hướng song song và phản song song với nhau Điều này sẽ dẫn đến sự thay đổi trở kháng và dòng điện qua đầu đọc Nếu dòng điện là tín hiệu rời khỏi đầu đọc, dòng điện mạnh có thể biểu thị giá trị nhị phân của 1 và dòng điện yếu có thể biểu thị giá trị nhị phân của 0

Có thể giải thích trở kháng của một thiết bị GMR trong đó mô tả cấu hình từ của một đa lớp gồm một lớp không từ kẹp giữa hai lớp sắt từ cùng với mật độ trạng thái electron tương ứng đối với hai lớp sắt từ Khi không có mặt từ trường, hai lớp sắt từ được tách dời với nhau theo một cách sao cho chúng có các hướng từ hóa ngược nhau Khi có mặt từ trường, những hướng từ hóa của hai lớp sắt từ sẽ song song với nhau Một dòng điện đi qua hệ đối với cả hai cấu hình Dòng điện đi qua lớp sắt từ bao gồm hai loại là dòng điện của các electron với spin lên và dòng điện của các electron với spin xuống Trở kháng đối với hai dòng điện này sẽ khác nhau Khi một electron rời khỏi lớp sắt từ thứ nhất và đi vào lớp không từ, xuất

hiện các quá trình tán xạ bổ sung và do đó sinh ra trở kháng phụ Do các hạt với spin lên và spin xuống có mật đọ trạng thái khác nhau ở mức Fermi (hay đúng hơn chúng có nguồn gốc từ các mức năng lượng có đặc tính khác nhau), trở kháng

không chỉ trong các lớp sắt từ mà còn cả trở kháng có nguồn gốc từ giao diện giữa lớp sắt từ và lớp không từ sẽ khác nhau đối với loại spin Bên trong lớp không từ, các spin lên và spin xuống sẽ chịu cùng trở kháng nhưng nói chung, trở kháng này

là thấp so với các trở kháng trong các lớp sắt từ và các giao diện giữa lớp sắt từ và lớp không từ và ở đây có thể bỏ qua

Khi các electron đi vào lớp sắt từ thứ hai, chúng lại chịu sự tán xạ phụ thuộc vào spin tại giao diện giữa lớp sắt từ và lớp không từ Cuối cùng, các electron với spin lên và spin xuống đi qua lớp sắt từ thứ hai với cùng trở kháng như trong lớp sắt từ thứ nhất và trở kháng này dĩ nhiên sẽ khác nhau đối với hai loại spin Để đơn giản, trở kháng đối với các electron với spin lên (xuống) qua lớp sắt từ và tán xạ tại giao diện với lớp không từ được ký hiệu là R (R¯ ) Như vậy, khi hai lớp có các sự phân cực spin và các hướng từ hóa song song, nghĩa là khi có mặt từ trường ngoài, trở kháng là 2R đối với kênh spin lên và 2R¯ đối với kênh spin xuống Sự bổ sung trở kháng đối với cấu hình dòng điện song song dẫn đến tổng trở khi có mặt từ trường ngoài RH = 2R R¯ / (R + R¯ )

Trong trường hợp không có từ trường ngoài (H = 0), cấu hình giữa hai lớp

từ là phản song song Tuy nhiên, khi một electron với spin lên đi vào trong lớp sắt

từ thứ hai, tự nó rơi vào tình huống đảo ngược hoàn toàn mà ở đó, các điều kiện bây giờ chính xác là giống như đối với electron với spin xuống trong lớp sắt từ đầu tiên Như vậy, hạt với spin lên chịu một tổng trở là R + R¯ Hạt với spin xuống sẽ chịu ảnh hưởng theo cách tương tự (nhưng ngược lại) và trở kháng của nó sẽ là R¯ + R Do đó, tổng trở sẽ là R0 = (1/ 2)(R + R¯ ) Sự khác biệt trở kháng giữa hai trường hợp (có từ trường và không có từ trường) là D R = RH – R0 = (1/ 2)(R -R¯ )2/ (R + -R¯ ) Sự khác biệt giữa R và -R¯ càng lớn thì từ trở âm càng lớn Hiệu ứng

từ trở sinh ra từ sự khác biệt về tính chất trở kháng của các electron với spin lên

và các electron với spin xuống

Do từ trở liên quan đến độ dẫn điện, rõ ràng là nó liên quan đến dáng điệu của các electron tại bề mặt Fermi (được xác định bởi năng lượng Fermi) Mật độ trạng thái (DOS) tại năng lượng Fermi càng bị phân cực spin, nghĩa là N (EF) càng

bị lệch khỏi N¯ (EF), người ta hi vọng hiệu quả của các hiệu ứng từ trở càng rõ rệt hơn Vì thế, người ta quan tâm đến một lớp các vật liệu gọi là các bán kim – một khái niệm do Groot và cộng sự đưa ra Một tính chất như thế sau đó đã được dự đoán bằng lý thuyết đối với CrO2 bởi Schwarz vào năm 1986 Tên bán kim có

nguồn gốc từ đặc tính là vùng spin lên là kim loại trong khi vùng spin xuống là một điện môi Điều này được chỉ ra bằng sơ đồ trên hình 6 và rõ ràng là có 100% sự phân cực spin tại mức Fermi Dự đoán lý thuyết đối với CrO2 đã được thực nghiệm xác nhận

Đối với một ba lớp của hai bán kim sắt từ với một lớp kim loại không từ nằm giữa chúng, có thể dễ dàng xác định cơ chế hoạt động của hiệu ứng GMR Khi

những hướng từ hóa của hai bán kim là song song với nhau, xuất hiện một dòng điện loại trừ các electron với spin xuống Tuy nhiên, đối với những hướng từ hóa phản song song, kênh spin xuống sẽ khóa hoàn toàn đối với sự dẫn điện Một từ trường mà nó có thể chuyển giữa hai cấu hình này sẽ sinh ra một sự thay đổi trở kháng lớn Một từ trở tăng cường đối với bán kim CrO2 đã được xác nhận bằng thực nghiệm bởi Hwang và Cheong

Các ứng dụng của GMR đã tạo ra một cuộc cách mạng trong các kỹ thuật tìm lại dữ liệu từ các đĩa cứng Kỹ thuật điện tử thu nhỏ luôn luôn là một vấn đề thách thức trong thế giới công nghệ thông tin hiện nay Việc bổ sung hàng năm vào thị trường của các máy tính ngày càng nhẹ hơn và mạnh hơn là một cái gì đó mà tất cả chúng ta coi như một điều dĩ nhiên Đặc biệt là các đĩa cứng bị co lại Một cái hộp kềnh càng ở dưới cái bàn của bạn sẽ sớm không còn nữa khi cùng một lượng dữ liệu cũng có thể dễ dàng được lưu trữ trong một máy tính nhỏ hơn Gần đây, dung lượng lưu trữ cực đại của các đĩa cứng đạt tới terabyte (một nghìn tỷ byte) Thực

tế là cuộc cách mạng công nghệ thông tin đang diễn ra trên thế giới phụ thuộc vào

sự tác động qua lại phức tạp giữa tiến bộ khoa học cơ bản và điều chỉnh kỹ thuật tinh tế

Hiệu ứng GMR được phát hiện nhờ các kỹ thuật mới trong những năm 1970 nhằm tạo ra các lớp rất mỏng các vật liệu khác nhau Khi GMR hoạt động, có thể tạo

ra các cấu trúc nano bao gồm các lớp chỉ có bề dày bằng một vài lớp nguyên tử Các cấu trúc có kích thước nanomét thường có những tính chất vật liệu hoàn toàn mới không chỉ về tính chất từ và độ dẫn điện mà còn cả các tính chất cơ học, quang học

và hóa học của vật liệu Do đó, GMR cũng có thể xem như một trong các ứng dụng thực tế đầu tiên của lĩnh vực công nghệ nano đầy triển vọng đang diễn ra trên thế giới Chính công nghệ nano đem lại các đầu đọc nhạy cho các đĩa cứng compăc

Vào giữa những năm 1980, các nhà khoa học trong lĩnh vực nghiên cứu từ nhận ra những khả năng mới trong việc tạo ra các lớp có kích thước nanomét Hai nhóm nghiên cứu của Albert Fert và Peter Grunberg độc lập với nhau phát hiện ra các vật liệu có từ trở rất lớn Các vật liệu này được gọi là các đa lớp từ trong đó các kim loại sắt từ và không từ nằm xen kẽ với nhau (hình 8) Bề rộng của các lớp

riêng có kích thước cỡ nanomét, nghĩa là có bề dày khoảng một vài lớp nguyên tử Fert và các cộng sự phát hiện ra đa lớp ở dạng (Fe/Cr)n trong đó n có thể lên tới

60 Để dẫn tới thành công, họ buộc phải làm việc tại gần chân không và sử dụng các chất khí có áp suất rất thấp tương ứng của sắt và crom Bằng cách làm như vậy, các nguyên tử dần dần tấn công lẫn nhau tới bề mặt và cho phép xây dựng các lớp có

bề dày cỡ một vài lớp nguyên tử Bằng cách tương tự, nhóm của Grunberg phát hiện ra hệ ba lớp Fe/Cr/Fe

Một phần do Fert sử dụng nhiều lớp hơn nên ông thu được sự thay đổi từ trở lớn hơn so với Grunberg Nhóm của Fert quan sát thấy một sự thay đổi trở kháng phụ thuộc vào sự từ hóa lên tới 50% trong khi nhóm của Grunberg quan sát thấy sự thay đổi này lớn nhất là 10% Cụ thể hơn, các phép đo từ trở ở nhiệt độ rất thấp (4,2K) do nhóm của Fert thực hiện trên hệ đa lớp (Fe/Cr)n chỉ ra một sự giảm trở kháng lên tới 50% khi chịu tác dụng của từ trường trong khi các phép đo từ trở

ở nhiệt độ thấp (nhiệt độ phòng) do nhóm của Grunberg thực hiện trên hệ ba lớp Fe/Cr/Fe với ba lớp sắt được tách ra bởi hai lớp crom chỉ ra một sự giảm trở

kháng lớn nhất là 10% Tuy nhiên, hiệu ứng cơ bản và hiện tượng vật lý là như nhau trong cả hai trường hợp Cả hai nhóm nhận thấy rằng họ đã quan sát thấy một hiện tượng hoàn toàn mới Đối với từ trở truyền thống, không có người nào

ghi nhận được sự thay đổi trở kháng lớn hơn vài phần trăm Fert là người đầu tiên đưa ra thuật ngữ “từ trở khổng lồ” để mô tả hiệu ứng mới và trong công trình đầu tiên của mình về vấn đề này, ông đã chỉ ra rằng phát minh từ trở khổng lồ có thể dẫn đến những ứng dụng quan trọng Grunberg cũng nhận ra tiềm năng thực tế của hiện tượng mới và đăng ký xin cấp bằng phát minh về từ trở khổng lồ Từ chính thời điểm phát hiện ra từ trở khổng lồ, lĩnh vực nghiên cứu từ đối với màng mỏng hoàn toàn chuyển hướng thành từ điện tử học (magnetoelectronics)

Tuy nhiên, để công nghệ mới được thương mại hóa cần phải tìm ra qui trình công nghệ mang tính công nghiệp để tạo ra các lớp Kỹ thuật do Fert và Grunberg

sử dụng (có tên gọi là epitaxi) là rất khó khăn, giá thành cao và chỉ phù hợp tốt với một phòng thí nghiệm nghiên cứu chứ không phải là một quá trình công nghệ trên quy mô lớn Vì thế, bước quan trọng tiếp theo để thương mại hóa công nghệ GMR xảy ra khi Stuart Parkin – một người Anh làm việc ở Mỹ chứng minh rằng có thể đạt được hiệu ứng GMR bằng cách sử dụng một công nghệ đơn giản hơn nhiều gọi

là sự phún xạ Hiệu ứng GMR thực tế không phụ thuộc vào các lớp rất hoàn hảo Điều này có nghĩa là các hệ GMR bây giờ có thể được tạo ra trong một quá trình công nghiệp Quá trình công nghiệp kết hợp với độ nhạy cao của các đầu GMR làm cho công nghệ mới trở thành công nghệ tiêu chuẩn trong các đĩa cứng rất nhanh chóng sau khi đầu GMR thương mại đầu tiên được sản xuất năm 1997

Phát minh GMR cũng đóng một vai trò chính trong các bộ cảm biến từ khác nhau cũng như đối với sự phát triển của một thế hệ mới trong điện tử học hay khoa học nghiên cứu điện tử (electronics) GMR không chỉ là một bước đột phá đối với việc đọc thông tin xếp chặt từ các đĩa cứng (và đối với các bộ cảm biến từ trong các ứng dụng khác) Điều lý thú không kém là công nghệ mới có thể được coi như bước đầu tiên trong sự phát triển của loại điện tử học hoàn toàn mới gọi là khoa học nghiên cứu spin (spintronics) Spintronics nghiên cứu sử dụng spin của

electron chứ không chỉ điện tích electron như trong điện tử học truyền thống Một điều kiện tiên quyết chung của spintronics được cung cấp bởi các kích thước nhỏ

do công nghệ nano tạo ra Hướng của spin electron chỉ có thể được duy trì qua các khoảng cách rất ngắn Trong các lớp dày hơn, hướng của spin sẽ thay đổi trước khi

có thời gian để sử dụng các tính chất riêng rẽ của các electron với spin khác nhau (giống như trở kháng cao hơn hoặc thấp hơn)

Theo sau GMR, người ta xây dựng một hệ tương tự khi sử dụng một vật liệu cách điện thay cho kim loại không từ nằm giữa hai lớp kim loại từ Không có dòng điện nào có thể đi qua lớp cách điện nhưng nếu lớp cách điện đủ mỏng cỡ một vài lớp nguyên tử thì các electron có thể đi qua nó khi sử dụng một hiệu ứng cơ học lượng tử gọi là hiệu ứng xuyên hầm (tunnen)(hình 10) Do đó, hệ mới này được gọi

là từ trở xuyên hầm (TMR) Theo cách này, dòng điện có thể đi qua một đa lớp gồm các lớp kim loại và điện môi nằm xen kẽ với nhau Công trình đầu tiên về một hệ như thế là công trình của Julliere Công trình này được thực hiện đối với một lớp chuyển tiếp ba lớp Fe/ Ge vô định hình/ Co Các thực nghiệm được tiến hành ở nhiệt độ thấp và tạo ra một sự thay đổi trở kháng lên tới 14% Nhờ TMR, có thể tạo

ra một sự khác biệt trở kháng thậm chí lớn hơn bởi những từ trường rất yếu và thế

hệ mới nhất của các đầu đọc sử dụng công nghệ này

Công trình tiếp theo về TMR do Maekawa và Gafvert thực hiện trên lớp chuyển tiếp Ni/ NiO/chất sắt từ (chất sắt từ là Fe, Co và Ni) Họ phát hiện sự thay đổi từ trở cỡ một vài phần trăm ở các nhiệt độ thấp Hai công trình nói trên không được thông báo trong một thời gian dài Thực tế là chỉ sau phát minh của Fert và Grunberg, người ta mới quan tâm trở lại các loại hệ này Một bước tiến quan trọng xảy ra năm 1995 Nhóm của Moodera đã đo được các lớp xuyên hầm trên hệ

CoFe/Al2O3/ Co (hoặc NiFe) và phát hiện thấy những thay đổi trở kháng là 24% tại 4,2K và 12% tại nhiệt độ phòng Tương tự, Miyazawa và Tesuka sử dụng hệ Fe/Al2O3/ Fe và phát hiện những thay đổi trở kháng tương ứng là 30% và 18% tương ứng ở 4,2K và nhiệt độ phòng Hiện nay, nói chung có thể tìm thấy những thay đổi cỡ 50% ở nhiệt độ phòng Gần đây, hệ Fe/MgO/Fe có thể đạt tới các giá trị TMR vượt quá 200%

Một ứng dụng khác của spintronics mà nó cũng bắt đầu nổi lên là một bộ nhớ hoạt động từ gọi là MRAM Để bổ sung cho đĩa cứng mà ở đó thông tin được lưu trữ một cách vĩnh cửu, các máy tính cần một bộ nhớ làm việc nhanh hơn

Người ta thường gọi nó là RAM (Random Access Memory), nghĩa là bộ nhớ truy

cập ngẫu nhiên Máy tính lưu trữ toàn bộ thông tin cần thiết trong RAM của nó để

có thể xử lý thông tin trong lúc nó đang làm việc Nhược điểm của các bộ nhớ hoạt động chuẩn trong sử dụng hiện nay là ở chỗ chúng không thể lưu trữ bất kỳ thông tin nào một cách vĩnh cửu Khi có văn bản này, nó chỉ được lưu trữ trong RAM của máy tính Nếu ngắt nguồn điện hoặc một ai đó tắt máy tính mà không lưu trữ, văn bản không còn nữa Chỉ bằng cách bấm núm “lưu trữ (save)” thì văn bản mới được lưu trữ an toàn trên đĩa cứng

Giá trị của MRAM là ở chỗ có thể sử dụng TMR cả để đọc và để ghi thông tin

và bằng cách đó tạo ra một bộ nhớ máy tính từ nhanh và có thể dễ dàng truy cập

Do đó, MRAM có thể được sử dụng như một bộ nhớ hoạt động trái với đĩa cứng chậm hơn nhưng nó cũng là một bộ nhớ vĩnh cửu không phụ thuộc vào nguồn điện Điều đó có nghĩa là có thể phát triển MRAM thành một bộ nhớ vạn năng thay thế cho RAM truyền thống và đĩa cứng Tính compăc của một hệ như thế có thể được chứng minh là đặc biệt có ích trong các hệ máy tính gắn vào nhỏ, nghĩa là trong mọi cái từ các lò nhà bếp đến các ôtô tải

Phát minh hiệu ứng GMR đối với các đa lớp từ làm nảy sinh mối quan tâm ngày càng lớn về việc tìm kiếm các hiệu ứng có liên quan trong số các vật liệu khối Nhóm của von Helmolt phát hiện các hiệu ứng từ trở thậm chí lớn hơn GMR trong các peropskit mangan Các vật liệu này đôi khi được xem như là các hệ hóa trị hỗn hợp Jin và cộng sự cũng phát hiện ra các hiệu ứng này Các hiệu ứng quan sát được nói trên cũng gọi là từ trở khổng lồ (CMR)(Colossal magnetoresistance) Các hệ đặc biệt này thể hiện các tính chất khác thường rất phong phú mà ở đó, các tương quan electron đóng một vai trò rất quan trọng Tuy nhiên, không chắc là chúng sẽ trở thành mối quan tâm công nghệ chủ yếu vì các từ trường đòi hỏi rất cao

Ở đây chúng tôi chỉ đề cập một ít trong một số rất lớn các lĩnh vực nghiên cứu khác nhau mà chúng thể hiện các hướng nghiên cứu gần đây hơn liên quan đến các vật liệu spin và các ứng dụng của chúng Chẳng hạn như các chất bán dẫn

từ Nhóm của Ohno đã chỉ ra tiềm năng của các vật liệu này khi sử dụng các chất bán dẫn (Ga, Mn)As Một lĩnh vực nghiên cứu khác liên quan đến phun spin từ

công trình của Johnson trên các hệ kim loại Sự phun spin từ một chất sắt từ kim

loại vào trong một chất bán dẫn đã được thực hiện thành công bởi Zhu và cộng sự

và Hanbicki và cộng sự khi sử dụng Fe và GaAs Sự phun spin từ một chất bán dẫn

từ đến một chất bán dẫn không từ do nhóm của Ohno và nhóm của Fiederling thực hiện Câu hỏi về việc làm thế nào để các electron phân cực spin có thể đi vào một vật liệu trong lúc duy trì sự phân cực spin của chúng là một câu hỏi rất quan trọng

Phát minh hiệu ứng GMR là cái mở cánh cửa đi vào một lĩnh vực công nghệ hoàn toàn mới là magnetoelectonics (hay spintronics) trong đó sử dụng đến cả spin và điện tích của electron Công nghệ nano là một điều kiện tiên quyết cho phát minh GMR Spintronics đến lượt nó là lực đẩy cho các ứng dụng mới của công nghệ nano Lĩnh vực nghiên cứu này là một ví dụ rõ ràng khác thường về việc làm cách nào để khoa học cơ bản và công nghệ mới đan xen vào nhau và tăng cường lẫn nhau

Phát minh GMR ngay lập tức mở cánh cửa dẫn đến sự phong phú của các khả năng khoa học và công nghệ mới trong đó bao hàm ảnh hưởng rất lớn đến kỹ thuật lưu trữ dữ liệu và các bộ cảm biến từ Hàng nghìn nhà khoa học trên thế giới hiện nay đang nghiên cứu về các hiện tượng từ điện tử học Câu chuyện về hiệu ứng GMR là một chứng minh rất tốt về việc làm thế nào để một phát minh khoa học hoàn toàn bất ngờ có thể sinh ra các công nghệ và các sản phẩm thương mại hoàn toàn mới