Page 160 - Spin Transport and Spintronics
P. 160
6.2 การออกแบบหัวอ่านข้อมูล 162
จากกราฟจะพบว่าค่าความต้านทาน RA จะส่งผลต่อค่าอัตราการส่งผ่านข้อมูลและค่าความ
จุข้อมูล ดังนั้นในการปรับปรุงประสิทธิภาพของฮาร์ดดิสไดร์ฟควรออกแบบหัวอ่านข้อมูลให้
มีค่าความต้านทาน RA ที่ต่ำ กรณีที่แทร็คข้อมูลมีขนาดที่เล็กลงเพื่อรองรับการเพิ่มขึ้นของ
ค่าความจุข้อมูล เราจำเป็นต้องออกแบบให้ความกว้างของหัวอ่านข้อมูลมีขนาดที่เล็กลง และ
มี stripe height ที่ยาวขึ้น เพื่อเพิ่มพื้นที่หน้าตัดของการไหลของกระแสไฟฟ้าและรักษาค่า
ความต้านทานของหัวอ่านข้อมูลให้มีค่าคงที่
6.2 การออกแบบหัวอ่านข้อมูล
หัวอ่านข้อมูลแบบ CPP-GMR เป็นอีกหนึ่งทางเลือกสำหรับการประยุกต์ใช้กับฮาร์ดดิสก์ไดร์ฟใน
อนาคตที่มีค่าความจุข้อมูล ค่าอัตราส่วน SNR และอัตราการถ่ายโอนข้อมูลที่สูง เนื่องจากเป็นหัวอ่าน
ข้อมูลที่เกิดค่าความต้านทาน RA ต่ำ เมื่อเปรียบเทียบกับหัวอ่านข้อมูลแบบ TMR แต่ต้องมีการเลือก
ใช้วัสดุแม่เหล็กเฟอร์โรที่เหมาะสมเพื่อให้เกิดค่าอัตราส่วน MR ที่สูงพอสำหรับการประยุกต์ใช้งาน การ
ออกแบบหัวอ่านข้อมูลในอนาคตที่มีขนาดลงน้อยกว่า 20 nm จำเป็นต้องพิจารณาผลของบริเวณรอย
ต่อระหว่างชั้นวัสดุซึ่งเกิดขึ้นในกระบวนการปลูกฟิล์มบาง ซึ่งส่งผลต่อการเกิดปรากฏการณ์ GMR ที่มี
ค่าขึ้นอยู่กับการกระเจิงของสปินที่บริเวณรอยต่อเป็นอย่างมาก ดังนั้นในเนื้อหาส่วนนี้จะอธิบายวิธีการ
และหลักการออกแบบหัวอ่านข้อมูลด้วยแบบจำลองระดับอะตอมร่วมกับแบบจำลองการส่งผ่านของ
สปิน ซึ่งเป็นวิธีการที่สามารถนำมาประยุกต์ใช้กับการออกแบบหัวอ่านข้อมูลที่มีขนาดเล็กที่พิจารณาผล
ของบริเวณรอยต่อและมีความเสมือนจริง ซึ่งแตกต่างจากแบบจำลองของหัวอ่านข้อมูลในระดับจุลภาค
ที่นิยมใช้ทั่วไป แม้ว่าใช้ระยะเวลาในการคำนวณที่น้อยแต่มีข้อจำกัดในการพิจารณาผลของบริเวณรอย
ต่อระหว่างชั้นวัสดุเมื่ออุปกรณ์มีขนาดเล็กลง
แบบจำลองหัวอ่านข้อมูลระดับอะตอมที่ใช้ร่วมกับแบบจำลองการสะสมสปิน [71–74] สามารถ
นำมาใช้ในการออกแบบหัวอ่านข้อมูลที่มีประสิทธิภาพสูงเพื่อประยุกต์ใช้กับฮาร์ดดิสก์ไดร์ฟในอนาคต
โดยแบบจำลองระดับอะตอมจะถูกนำมาใช้ในการจำลองโครงสร้างหัวอ่านข้อมูลและพิจารณาพลวัต
ของแมกนีไทเซชัน ในขณะที่แบบจำลองการสะสมสปินจะถูกนำมาใช้ในการอธิบายการส่งผ่านของสปิน
ในโครงสร้างวัสดุแม่เหล็ก โดยค่าการสะสมสปินและกระแสสปินจะถูกนำมาใช้ในการคำนวณค่าความ
ต้านทานเชิงแม่เหล็ก ซึ่งการศึกษานี้จะทำให้เราสามารถเข้าใจหลักการและกระบวนการทางฟิสิกส์ที่
เกิดขึ้นในการทำงานของหัวอ่านข้อมูลและสามารถออกแบบได้อย่างเหมาะสม
