Page 165 - Spin Transport and Spintronics

6.2 การออกแบบหัวอ่านข้อมูล 167

α คือ ค่าคงที่ความหน่วง

J คือ ค่าคงที่ปฎิสัมพันธ์แลกเปลี่ยน s − d
sd

B คือ สนามแม่เหล็กประสิทธิผลที่กระทำต่อแมกนีไทเซชัน ซึ่งประกอบด้วยสนามแม่เหล็ก
eff
ภายนอก สนามแอนไอโซทรอปี สนามแลกเปลี่ยน สนามความร้อน และสนามลดสภาพความเป็นแม่

เหล็ก [74] โดยสนามแม่เหล็กประสิทธิผลสามารถพิจารณาได้จากฮามิลโทเนียนแบบฉบับของสปินซึ่ง

อธิบายพลังงานที่เกิดขึ้นในวัสดุซึ่งแสดงอยู่ในรูปของผลรวมของพลังงานที่เกิดขึ้นในวัสดุแม่เหล็ก ได้แก่
พลังงานภายนอก (Happ) พลังงานแอนไอโซทรอปี (H ani) พลังงานปฏิสัมพันธ์การแลกเปลี่ยน (Hexc)

และพลังงานการลดสภาพความเป็นแม่เหล็ก (H ) ซึ่งมีรูปแบบดังสมการต่อไปนี้
dip

H = Happ + H ani + H exch + H dip (6.3)

และสนามแม่เหล็กประสิทธิผลสามารถพิจารณาได้ดังนี้

B eff,i = − 1 ∂H + B thermal,i (6.4)
|µ s | ∂S i
นอกจากพลังงานที่แสดงในสมการฮามิลโทเนียนแบบฉบับของสปิน เราสามารถพิจารณาผลของสนาม

เหนี่ยวนำที่เกิดจากสนามที่เกิดจากความร้อนหรือ thermal field ซึ่งมีคุณสมบัติที่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ

ในพจน์สุดท้ายของสมการข้างต้น โดยแต่ละพลังงานมีรายละเอียดดังต่อไปนี้

6.2.2.1 พลังงานแม่เหล็กภายนอก

เมื่อทำการป้อนสนามแม่เหล็กภายนอกHapp ให้กับวัสดุแม่เหล็กจะทำให้เกิดปฏิสัมพันธ์ระหว่าง

แมกนีไทเซชันในวัสดุแม่เหล็กกับสนามแม่เหล็กภายนอก พลังงานของปฏิสัมพันธ์นี้เรียกว่าพลังงานซี

แมน (Zeeman energy) ซึ่งพิจารณาค่าได้ดังสมการที่ (6.5)

X
S i · Happ (6.5)
Happ = −µ s
i

6.2.2.2 พลังงานแอนไอโซทรอปี

พลังงานแอนไอโซทรอปีเป็นพลังงานที่ทำให้สปินมีการจัดเรียงตัวไปตามทิศทางแนวแกนง่าย
โดยรูปแบบสมการของแอนไอโซทรอปีในวัสดุทั่วไปมักจะพิจารณาในรูปของแอนไอโซทรอปีแกนเดี่ยว

หรือ uniaxial anisotropy ซึ่งมีแกนง่ายเพียงแกนเดียวซึ่งพบว่าพลังงานแอนไอโซทรอปีจะขึ้นอยู่กับ

ทิศทางของแมกนีไทเซชันที่ทำกับแกนง่ายดังสมการต่อไปนี้

2
H ani = Ksin θ = −K(S i · e) 2 (6.6)