Page 104 - Spin Transport and Spintronics

4.2 พารามิเตอร์สปินโพลาไรเซชัน 106

คุณสมบัติการส่งผ่านสปินของวัสดุจะมีค่าขึ้นอยู่กับความหนาแน่นทางสถานะของสปินขึ้นและ

สปินลงที่ระดับพลังงานเฟอร์มิ โดยทั่วไปคุณสมบัติความเป็นแม่เหล็กของวัสดุจะมีค่าแปรผกผันตาม
ผลของอุณหภูมิ เนื่องจากความร้อนจะทำให้เกิดความผันผวนของสปิน ซึ่งทำให้เกิดการหักล้างกันของ

สปินของภายในวัสดุและส่งผลโดยตรงต่อการเปลี่ยนแปลงการจัดเรียงตัวของของสปินขึ้นและสปินลงที่

ระดับพลังงานเฟอร์มิและค่าพารามิเตอร์การส่งผ่านสปินของวัสดุ ดังนั้นการพิจารณาการเปลี่ยนแปลง
พารามิเตอร์การส่งผ่านสปินของวัสดุแม่เหล็กเฟอร์โรและนอนแมกเนตที่เป็นฟังก์ชันของอุณหภูมิจึงนำ

ไปสู่การอธิบายผลของความร้อนที่มีต่อพฤติกรรมการส่งผ่านสปินและค่าความต้านทานเชิงแม่เหล็ก

ของอุปกรณ์สปินทรอนิกส์

โดยทั่วไปการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมการส่งผ่านสปินของวัสดุจะมีค่าขึ้นอยู่กับค่าพารามิเตอร์

การส่งผ่านสปินของวัสดุ ซึ่งค่าพารามิเตอร์การส่งผ่านสปินที่ใช้ในการพิจารณาค่าการสะสมสปินและ

กระแสสปินประกอบไปด้วย ค่าสปินโพลาไรเซชันของการนำไฟฟ้า (spin polarisation of conduc-

tivity β) ค่าสปินโพลาไรเซชันของค่าคงที่การแพร่ (spin polarisation of diffusion constant β )
′
ระยะการแพร่ของสปิน (spin diffusion length λ ) และค่าคงที่การแพร่ (diffusion constant D 0)
sdl
ดังนั้นเพื่อที่จะศึกษาผลของความร้อนที่มีต่อพฤติกรรมการส่งผ่านสปินและค่าความต้านทานทางแม่

เหล็ก ในหัวข้อถัดไปจะอธิบายวิธีการคำนวณค่าพารามิเตอร์การส่งผ่านสปินที่มีความสำคัญต่อการนำ
มาอธิบายพฤติกรรมการส่งผ่านสปินภายในโครงสร้างวัสดุแม่เหล็ก ซึ่งสามารถพิจารณาได้โดยตรงจาก

ค่าสภาพการนำไฟฟ้าของสปินขึ้นและสปินลงดังรายละเอียดต่อไปนี้

4.2 พารามิเตอร์สปินโพลาไรเซชัน

พารามิเตอร์สปินโพลาไรเซชันสำหรับค่าสภาพนำไฟฟ้า (β) และค่าคงที่การแพร่ (β ) เป็น
′
พารามิเตอร์ที่แสดงถึงคุณสมบัติในการนำหรือการส่งผ่านของกระแสสปินภายในโครงสร้างวัสดุแม่

เหล็ก ซึ่งมีค่าขึ้นอยู่กับชนิดของวัสดุและอุณหภูมิ โดยสามารถคำนวณได้จากค่าสภาพการนำไฟฟ้า

ของสปินขึ้นและสปินลง ในกรณีที่กำหนดให้ค่าสัมประสิทธิ์ A ซึ่งเป็นค่าที่บอกถึงผลของอุณหภูมิที่มี
ต่อการกระเจิงของสปินแบบกลับทิศทางมีค่าเท่ากับ A = A ↑ = A ↓ = A ↑↓ ดังนั้นพารามิเตอร์สปิน

โพลาไรเซชันสำหรับค่าสภาพนำไฟฟ้าในรูปฟังก์ชันของอุณหภูมิสามารถพิจารณาได้ดังความสัมพันธ์ใน

สมการต่อไปนี้

σ ↑ − σ ↓ ρ ↓ − ρ ↑
β(T) = =
σ ↑ + σ ↓ ρ ↓ + ρ ↑ + 4ρ ↑↓
ρ 0↓ − ρ 0↑ (4.3)
=
ρ 0↓ + ρ 0↑ + 4ρ 0↑↓ + 6AT 2