Page 169 - Spin Transport and Spintronics

6.2 การออกแบบหัวอ่านข้อมูล 171

ฉากกับทิศทางของสปิน ดังนี้

−x/λ sdl ˆ
m (x) = [m (∞) + [m (0) − m (∞)]e ] b 1
∥ ∥ ∥ ∥
ˆ
m ⊥,2 (x) = 2e −k 1 x [ucos(k 2 x) − vsin(k 2 x)]b 2

ˆ
m ⊥,3 (x) = 2e −k 1 x [usin(k 2 x) + vcos(k 2 x)]b 3

6.2.3 การคำนวณค่าความต้านทานเชิงแม่เหล็ก

ในการออกแบบหัวอ่านข้อมูลจะอาศัยการพิจารณาแบบจำลองระดับอะตอมร่วมกับแบบจำลอง

การสะสมสปิน โดยแบบจำลองระดับอะตอมจะถูกใช้ในการจำลองโครงสร้างวัสดุและพิจารณาทิศทาง

ของแมกนีไทเซชันในชั้นวัสดุแต่ละชั้นของหัวอ่านข้อมูล จากนั้นแบบจำลองการสะสมสปินจะถูกนำ
มาใช้ในการพิจารณาพฤติกรรมการส่งผ่านสปินผ่านค่าการสะสมสปินและกระแสสปินที่ตำแหน่งต่างๆ

ในโครงสร้างวัสดุ และนำไปสู่การคำนวณค่าความต้านทานเชิงแม่เหล็กและอัตราส่วน MR ซึ่งเป็นค่าที่

แสดงถึงประสิทธิภาพการทำงานของหัวอ่านข้อมูล ในการพิจารณาค่าความต้านทานเชิงแม่เหล็กที่เกิด
ขึ้นที่ตำแหน่งต่างๆ ในโครงสร้างหัวอ่านข้อมูล จะต้องทำการแบ่งโครงสร้างวัสดุเป็นชั้นบางๆ จากนั้น

จะทำการคำนวณการสะสมสปินและกระแสสปินที่ตำแหน่งต่างๆ โดยพิจารณาจากแบบจำลองระดับ

อะตอมร่วมกับแบบจำลองการสะสมสปินซึ่งเป็นการพิจารณาคำตอบแบบ self-consistent solution

เนื่องจากในการคำนวณการสะสมสปินและกระแสสปินต้องทราบทิศทางเวกเตอร์หนึ่งหน่วยของแมกนี
ไทเซชันในชั้นวัสดุ และในการคำนวณทิศทางแมกนีไทเซชันจะต้องพิจารณาสนามเหนี่ยวนำเนื่องจาก

สปินทอร์คที่กระทำต่อแมกนีไทเซชันผ่านค่าการสะสมสปิน

ประสิทธิภาพของหัวอ่านข้อมูลสามารถพิจารณาผ่านค่าความต้านทานเชิงพื้นที่ RA และค่า
อัตราส่วน MR โดยค่าความต้านทานเชิงพื้นที่ของตำแหน่ง i ใดๆ (RA i) สามารถคำนวณได้จากความ

สัมพันธ์ของกระแสสปินและอัตราการเปลี่ยนแปลงต่อตำแหน่งของการสะสมสปิน (∆m) ดังนี้ [43,74,

76]

|∆m|V k BT
cell
RA i = , (6.12)
j m e 2

เมื่อ V cell คือ ปริมาตรของไมโครเซลล์

j m คือ กระแสสปิน

e คือ ประจุของอิเล็กตรอน

โดยค่าความต้านานเชิงพื้นที่รวมที่เกิดขึ้นในโครงสร้างวัสดุสามารถคำนวณได้จากผลรวมของ