Page 167 - Spin Transport and Spintronics
P. 167
6.2 การออกแบบหัวอ่านข้อมูล 169
เนื่องจากต้องคิดผลจากโมเมนต์แม่เหล็กทุกตัว ดังนั้นในการพิจารณาพลังงานการลดสภาพความเป็น
แม่เหล็กจะอาศัยเทคนิคการคำนวณระดับจุลภาคเข้ามาร่วมด้วยเพื่อลดระยะเวลาที่ใช้ในการคำนวณ
โดยทำการแบ่งวัสดุแม่เหล็กให้เป็นเซลล์เล็กๆ หลายเซลล์ที่เรียกว่า ไมโครเซลล์ โมเมนต์แม่เหล็กใน
แต่ละเซลล์จะคำนวณจากผลรวมของสปินทั้งหมดภายในเซลล์นั้นๆ จากนั้นค่าโมเมนต์แม่เหล็กจะถูก
นำมาใช้ในการคำนวณสนามคู่ขั้วของแต่ละเซลล์ โดยกำหนดให้ทุกสปินในเซลล์ i นั้นๆ มีค่าพลังงาน
การลดสภาพความเป็นแม่เหล็กเท่ากัน ซึ่งสามารถพิจารณาได้ดังนี้
µ 0 X 3(⃗µ i · r ij )(⃗µ j · r ij ) − ⃗µ i · ⃗µ j
H dip,i = −
4π |⃗ ij | 3
r
j̸=i
และ
natom
X
⃗ µ j = µs S n (6.9)
n=1
เมื่อ µ 0 คือ ค่าซึมซาบได้ของสุญญากาศ
⃗ µ j คือ ค่าโมเมนต์แม่เหล็กของไมโครเซลล์ตำแหน่ง j
|⃗ ij | และ and ˆ r ij คือ ระยะห่างและเวกเตอร์หนึ่งหน่วยระหว่างโมเมนต์แม่เหล็กของไมโคร
r
เซลล์ตำแหน่ง i และ j ตามลำดับ
natom คือ จำนวนอะตอมในไมโครเซลล์
6.2.2.5 พลังงานความร้อน (Thermal field)
พลังงานความร้อนที่เกิดขึ้นจากผลของอุณหภูมิมีความสำคัญมากต่อคุณสมบัติของวัสดุแม่เหล็ก
การนำวัสดุไปประยุกต์ใช้จำเป็นต้องทราบคุณสมบัติและข้อจำกัดของวัสดุที่เปลี่ยนไปเนื่องจากผลของ
อุณหภูมิ ผลของความร้อนมีรูปแบบที่ไม่แน่นอนและคาดเดายาก จึงต้องอาศัยคุณสมบัติทางสถิติเข้า
มาช่วยในการแสดงพลังงานความร้อนในรูปแบบของสนามแบบสุ่ม (random field term) ซึ่งมีการก
ระจายตัวแบบเกาส์เซียน Γ(t) โดยมีส่วนประกอบในทิศทางตามแนวแกน x y และ z และมีค่าเฉลี่ย
เป็นศูนย์ สนามที่เกิดจากความร้อนของสปินที่ตำแหน่ง i ที่เวลา t ใดๆ (B (t)) พิจารณาได้จากความ
i
th
สัมพันธ์ต่อไปนี้
s
2αk B T
i
B (t) = Γ(t) γµ s ∆t (6.10)
th
เมื่อ B คือ สนามแบบสุ่มที่มีการกระจายตัวแบบเกาส์เซียน
th
k B คือ ค่าคงที่ Boltzmann
