Page 148 - Spin Transport and Spintronics

5.3 หัวอ่านข้อมูล 150

โดยทั่วไปเครื่องมือวัด QST จะถูกนำมาใช้ในการวัดเส้นโค้งถ่ายโอน (transfer curve) ซึ่งแสดง

การตอบสนองของค่าความต้านทานทางไฟฟ้าของหัวอ่านข้อมูลต่อสนามแม่เหล็กภายนอก โดยเรา
สามารถควบคุมทิศทางของแมกนีไทเซชันในชั้นอิสระด้วยการป้อนสนามแม่เหล็กภายนอกซึ่งเกิดจาก

ตัวกำเนิดสนามแม่เหล็ก(magneticfieldgenerator)เพื่อจำลองการตรวจวัดสัญญาณจากแผ่นบันทึก

ข้อมูล และทำการป้อนกระแสไบอัสผ่านโครงสร้างหัวอ่านข้อมูลเพื่อทำการตรวจจับสัญญาณแสดงบิต
ข้อมูล โหมดการทำงานของเครื่องมือวัด QST หรือไอเอสไอ สามารถแบ่งได้เป็นสามโหมดหลัก ได้แก่

การวัดแบบเสถียร การตรวจวัดที่ช่องสัญญาความถี่ต่ำ และการตรวจวัดที่ช่องสัญญาณความถี่สูง

ในการตรวจวัดประสิทธิภาพของหัวอ่านข้อมูลแบบ GMR หรือ TMR ด้วยเครื่องมือวัดไอเอส
ไอ จะเป็นการทดสอบที่ช่องสัญญาณความถี่ต่ำเพื่อวัดค่าเส้นโค้งการส่งผ่าน ซึ่งเป็นการตอบสนองของ

หัวอ่านข้อมูลต่อสนามแม่เหล็กภายนอก และนำไปสู่การตรวจวัดความเสถียรของหัวอ่านข้อมูล มุม

ของการไบอัส ความไม่สมมาตร และอัตราการเปลี่ยนแปลงค่าความต้านทาน เป็นต้น ในขณะที่การ

ตรวจวัดที่ช่องสัญญาณความถี่สูงจะใช้สำหรับการวัดค่าสัญญาณรบกวนที่เกิดขึ้นจากการเขียน สนาม
แม่เหล็กภายนอกและอุณหภูมิ เป็นต้น ส่วนการทดสอบหัวเขียนและหัวอ่านข้อมูลในรูปแบบ HSAหรือ

HDA จะเป็นการทดสอบแบบเสถียร ซึ่งเป็นการทดสอบและตรวจวัดผลขององค์ประกอบภายนอกที่

มีต่อการทำงานของหัวเขียนและหัวอ่านข้อมูล เช่น การตรวจวัดค่าทางไฟฟ้าของกราวด์ การตรวจวัด
วอยซ์คอยล์ อัตราการใช้พลังงาน การตรวจวัดความผิดปกติต่างๆ และการตรวจวัดการควบคุมเซนเซอร์

อุณหภูมิ เป็นต้น

กระบวนการอ่านข้อมูลของฮาร์ดดิสไดร์ฟมีหลักการทำงานโดยอาศัยการเปลี่ยนแปลงทิศทาง
ของแมกนีไทเซชันภายในชั้นอิสระที่เกิดจากการเหนี่ยวนำของบิตข้อมูลเพื่อแปลงเป็นสัญญาณทาง

ไฟฟ้าและแสดงค่าเป็นบิต 0 และ 1 ประสิทธิภาพของหัวอ่านข้อมูลจะพิจารณาจากค่าอัตราส่วน MR

ที่แสดงถึงความสามารถในการจำแนกความแตกต่างระหว่างบิต 0 และ 1 โดยในทางปฎิบัติการวัดค่า

อัตราส่วน MR ของหัวอ่านข้อมูลจะไม่สามารถพิจารณาที่สภาวะการจัดเรียงตัวของแมกนีไทเซชันแบบ
P หรือ APได้อย่างสมบูรณ์เนื่องจากข้อจำกัดของสนามเหนี่ยวนำจากบิตข้อมูลที่มีขนาดไม่มากพอการ

ตอบสนองแบบของหัวอ่านข้อมูลสามารถพิจารณาได้จากเส้นโค้งถ่ายโอนซึ่งมีค่าขึ้นอยู่มุมระหว่างแมก

นีไทเซชันในชั้นอ้างอิงและชั้นอิสระ (θ) และในการตรวจจับสัญญาณของบิตข้อมูลที่มีการตอบสนอง
แบบเชิงเส้นทำได้โดยการวัดค่าความต้านทานในสภาวะการเกิดมุม θ ขนาดเล็ก โดยในขณะที่ยังไม่มี

การอ่านข้อมูลแมกนีไทเซชันภายในชั้นอิสระจะต้องมีการจัดเรียงตัวในทิศทางตั้งฉากกับชั้นอ้างอิงและ

มีทิศทางขนานกับ ABS จากการอาศัยผลของสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นจากชั้นฮาร์ดไบอัสในบริเวณด้าน
ข้างชั้นอิสระ กรณีที่แมกนีไทเซชันจัดเรียงตัวแบบมีเสถียรภาพและตั้งฉากกับชั้นอ้างอิงอย่างสมบูรณ์

จะทำให้เส้นโค้งถ่ายโอนมีลักษณะการตอบสนองแบบเชิงเส้นดังแสดงในรูปที่ 5.17