Page 132 - Spin Transport and Spintronics
P. 132
5.3 หัวอ่านข้อมูล 134
ตารางที่ 5.1 วิวัฒนาการของเทคโนโลยีหัวอ่านข้อมูลในหน่วยความจำเชิงแม่เหล็ก [65]
หัวอ่านข้อมูลเป็นโครงสร้างวัสดุหลายชั้น แต่ชั้นวัสดุหลักที่ทำหน้าที่เป็นตัวเซนเซอร์ประกอบ
ด้วยวัสดุแม่เหล็กเฟอร์โรสองชั้น (FMs) ถูกคั่นกลางด้วยชั้นวัสดุที่ไม่มีคุณสมบัติความเป็นแม่เหล็ก เรียก
ว่า ชั้นสเปสเซอร์ วัสดุแม่เหล็กเฟอร์โรชั้นแรก เรียกว่า ชั้นพิน (pinned layer หรือ PL) จะมีแมกนีไท
เซชันที่มีทิศทางที่แน่นอนเนื่องจากผลของปรากฏการณ์ไบอัสแลกเปลี่ยนที่เกิดจากการประกบติดกัน
ของชั้นวัสดุแม่เหล็กเฟอร์โรกับชั้นวัสดุแม่เหล็กแอนติเฟอร์โร และทิศทางของแมกนีไทเซชันในชั้นพิน
จะถูกใช้เป็นทิศทางอ้างอิงเพื่อตรวจจับทิศทางของแมกนีไทเซชันในชั้นวัสดุแม่เหล็กเฟอร์โรอีกชั้น เรียก
ว่าชั้นอิสระ (free layer) โดยกรณีที่ยังไม่มีการอ่านข้อมูล แมกนีไทเซชันภายในชั้นอิสระจะจัดเรียงตัว
ในทิศทางตั้งฉากกับชั้นอ้างอิงและมีทิศทางขนานกับพื้นผิวรองลื่นอากาศ (air-bearing surface หรือ
ABS) และระหว่างกระบวนการอ่านข้อมูล แมกนีไทเซชันภายในชั้นนี้จะมีทิศทางขึ้นอยู่กับสนามแม่
เหล็กเหนี่ยวนำที่เกิดจากบิตข้อมูลในแผ่นบันทึกข้อมูล ดังแสดงในรูปที่ 5.9
หลักการอ่านข้อมูลในฮาร์ดดิสก์ไดร์ฟจะอาศัยการควบคุมหัวอ่านข้อมูลมายังตำแหน่งของบิต
ข้อมูลที่ต้องการอ่าน โดยปกติหัวอ่านข้อมูลมีระยะห่างจากแผ่นบันทึกข้อมูล (head-media spacing)
ประมาณ 5 นาโนเมตร แต่ในกรณีที่มีการอ่านสัญญาณจากบิตข้อมูลหัวอ่านจะมีระยะห่างกับแผ่น
บันทึกข้อมูล หรือ ”ระยะบิน” ประมาณ 1 นาโนเมตร หัวอ่านข้อมูลจะทำการตรวจจับทิศทางของ
แมกนีไทเซชันภายในแผ่นบันทึกข้อมูลที่เกิดจากกระบวนการเขียนเพื่อแสดงค่าข้อมูลบิต 0 และ 1 ใน
รูปแบบของค่าสัญญาณทางไฟฟ้าโดยอาศัยปรากฏการณ์ค่าต้านทานเชิงแม่เหล็กที่เกิดขึ้นในโครงสร้าง
วัสดุ ค่าบิตข้อมูลแบบไบนารี่จะถูกแสดงเป็นค่าความต้านทานทางไฟฟ้าหรือแรงดันไฟฟ้า โดยสัญญาณ
