Page 145 - Spin Transport and Spintronics

5.3 หัวอ่านข้อมูล 147

การเบี่ยงเบนทิศทางของสปินบริเวณขอบของชั้นวัสดุแม่เหล็กแอนติเฟอร์โรซึ่งเกิดจากการลดลงของ

เสถียรภาพทางความร้อนของวัสดุ

5.3.2.3 หัวอ่านข้อมูลเชิงอุตสาหกรรม

กระบวนการอ่านข้อมูลในฮาร์ดดิสไดร์ฟสามารถทำได้โดยเคลื่อนหัวอ่านข้อมูลและบิตข้อมูลที่
ต้องการอ่านให้อยู่ในตำแหน่งที่ตรงกัน สนามแม่เหล็กจากบิตข้อมูลจะเหนี่ยวนำทิศทางของแมกนีไท

เซชันภายในชั้นอิสระในเซนเซอร์หัวอ่านข้อมูล ในกระบวนการตรวจจับสัญญาณอ่านกลับ แรงดันไบ

อัสจะถูกป้อนให้แก่โครงสร้างหัวอ่านข้อมูลเพื่อให้เกิดกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน และสามารถตรวจวัดการ
เปลี่ยนแปลงค่าต้านทานเชิงแม่เหล็ก (∆R) ซึ่งมีค่าแปรผันตามการเปลี่ยนแปลงของมุมระหว่างแมก

นีไทเซชันในชั้นพินและชั้นอิสระ จากนั้นค่าต้านทานเชิงแม่เหล็กที่วัดได้จะถูกขยายสัญญาณและอ่าน

ข้อมูลออกมาในรูปแแบบของไบนารีบิต 0 หรือ 1 อย่างไรก็ตามในทางปฏิบัติพบว่าค่าความแรงของ
สนามแม่เหล็กเหนี่ยวนำจากแผ่นบันทึกข้อมูลจะมีค่าน้อยมากซึ่งอยู่ในช่วงระหว่าง 200 - 400 Oe

ซึ่งไม่สามารถเหนี่ยวนำทิศทางของแมกนีไทเซชันในชั้นอิสระให้จัดเรียงไปตามทิศทางของบิตข้อมูลได้

อย่างสมบูรณ์ ทำให้แอมพลิจูดของสัญญาณอ่านกลับมีค่าค่อนข้างต่ำ ดังนั้นการเลือกใช้วัสดุแม่เหล็ก

เพื่อนำมาประยุกต์ใช้เป็นชั้นอิสระหรือเซ็นเซอร์หัวอ่านข้อมูลมีความจำเป็นจะต้องเลือกใช้วัสดุแม่เหล็ก
เฟอร์โรที่มีคุณสมบัติที่เหนี่ยวนำได้ง่ายเพื่อให้สามารถตรวจจับทิศทางของแมกนีไทเซชันภายในบิต

ข้อมูลได้อย่างแม่นยำ

หัวอ่านข้อมูลเชิงอุตสาหกรรมมีโครงสร้างสปินวาล์วเป็นองค์ประกอบหลักซึ่งทำหน้าที่เป็นเซน-
เซอร์ในการตรวจจับสัญญาณจากแผ่นบันทึกข้อมูล และยังประกอบด้วยส่วนต่างๆ อีกหลายส่วนเพื่อ

ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของหัวอ่านข้อมูลให้ดีขึ้น ในส่วนนี้จะอธิบายลักษณะของหัวอ่าน

ข้อมูลในเชิงอุตสาหกรรมตามขั้นตอนของการผลิต เพื่อให้มีความเข้าใจลักษณะพื้นฐานของหัวอ่านที่
ใช้ในการทดลองและนำไปสู่การออกแบบเชิงทฤษฎีที่ถูกต้อง ขั้นตอนการผลิตและประกอบหัวอ่าน

ข้อมูลสามารถจำแนกได้ 6 ขั้นตอนดังแสดงในรูปที่ 5.15 โดยมีรายละเอียดดังต่อไปนี้

1) เวเฟอร์ (wafer) คือหัวเขียนและหัวอ่านข้อมูลจำนวนมาก ซึ่งเป็นวัสดุแม่เหล็กฟิล์มบางหลาย

ชั้น โดยในกระบวนการผลิตจะอาศัยเทคโนโลยีการปลูกฟิล์มบางบนชั้นวัสดุฐานรอง (substrate) ด้วย
กระบวนการสปัตเตอริ่ง หรือกระบวนการโฟโตลิโธกราฟี เป็นต้น หัวอ่านและหัวเขียนข้อมูลจะมีการ

เว้นระยะห่างกัน และจะมีการสร้างขดลวดล้อมรอบโครงสร้างของหัวเขียนข้อมูล

2) บาร์ (bar) คือชุดของหัวเขียนและหัวอ่านข้อมูลที่เรียงติดกันเป็นแถวยาว โดยบาร์จะเกิดจาก
การตัดแผ่นเวเฟอร์ออกเป็นแถวยาว