Page 170 - Spin Transport and Spintronics
P. 170
6.3 หัวอ่านข้อมูลประสิทธิภาพสูง 172
P n
ความต้านทานที่เกิดขึ้นในแต่ละตำแหน่ง RA = i=1 RA i เมื่อ n คือจำนวนของไมโครเซลล์ และ
จากนั้นจะนำไปสู่การคำนวณการหาค่าอัตราส่วน MR ดังนี้ %MR = |R P −R AP |
R P
6.3 หัวอ่านข้อมูลประสิทธิภาพสูง
หัวอ่านข้อมูลที่มีประสิทธิภาพสูงคือหัวอ่านที่สามารถแสดงค่าความแตกต่างระหว่างสัญญาณ
บิต 0 และ 1 ได้อย่างชัดเจนหรือมีค่าอัตราส่วน MR ที่สูง สามารถตรวจวัดสัญญาณได้ดีและมีค่า RA
ที่ต่ำ หัวอ่านข้อมูลที่ใช้ในปัจจุบันเป็นโครงสร้างรอยต่อทะลุผ่านเชิงแม่เหล็ก MTJ ประกอบด้วยวัสดุ
แม่เหล็กเฟอร์โรสองชั้นคั่นกลางด้วยชั้นฉนวนบาง ซึ่งทำให้เกิดค่าอัตราส่วน MR ที่สูงกว่าโครงสร้าง
หัวอ่านแบบ GMR อย่างไรก็ตามค่า RA ที่เกิดขึ้นในโครงสร้าง MTJ จะมีค่าที่สูงกว่าโครงสร้างหัวอ่าน
ข้อมูลแบบ GMR โดยเฉพาะอย่างยิ่งการลดขนาดหัวอ่านข้อมูลเพื่อรองรับการเพิ่มค่าความจุข้อมูลจะ
ทำให้เกิดค่าความต้านทานที่สูงขึ้นและนำไปสู่การเกิดข้อจำกัดของความเร็วในถ่ายโอนข้อมูล ปัจจุบันมี
การศึกษาปรากฏการณ์ GMR ในโครงสร้างหัวอ่านข้อมูลที่ทำจากวัสดุแม่เหล็กเฟอร์โรชนิดต่างๆ ได้แก่
วัสดุแม่เหล็กเฟอร์โรบริสุทธิ์ วัสดุแม่เหล็กเฟอร์โรแบบผสม และวัสดุแม่เหล็กเฟอร์โรฮอยเลอร์อัลลอย
ด์ เพื่อพิจารณาหาวัสดุแม่เหล็กที่เหมาะสมในการประยุกต์ใช้ในหัวอ่านข้อมูลประสิทธิภาพสูง ซึ่งให้ค่า
อัตราส่วน MR ที่สูงเทียบเท่ากับโครงสร้าง MTJ และมีค่า RA ที่ต่ำ
การพัฒนาฮาร์ดดิสไดร์ฟให้มีค่าความจุข้อมูลที่สูงขึ้น ทำให้เกิดการศึกษาและออกแบบหัวอ่าน
ข้อมูลแบบ CPP-GMR ที่ทำจากวัสดุแม่เหล็กเฟอร์โรชนิดต่างๆ อย่างกว้างขวางในเชิงการทดลอง เพื่อ
หาวัสดุแม่เหล็กเฟอร์โรและนอนแมกเนตที่ทำให้เกิดค่า GMR ที่สูงและมีค่า RA ที่ต่ำ อย่างไรก็ตามการ
ศึกษาปรากฏการณ์ค่าความต้านทานทางแม่เหล็กในเชิงการทดลองค่อนข้างมีความยุ่งยากและความ
ซับซ้อน ซึ่งเกิดขึ้นในกระบวนการปลูกผลึกและการวิเคราะห์คุณสมบัติของวัสดุ ข้อจำกัดของการศึกษา
เชิงการทดลองนำไปสู่การพิจารณาคุณสมบัติของวัสดุที่มีต่อค่าความต้านทานทางแม่เหล็กด้วยวิธีการ
คำนวณเชิงตัวเลข ซึ่งสามารถลดระยะเวลาในการศึกษา มีความสะดวกต่อการพิจารณาคุณสมบัติของ
วัสดุชนิดต่างๆ ที่มีต่อค่า GMR และสามารถนำไปเป็นแนวทางพร้อมทั้งกำหนดขอบเขตการศึกษาใน
เชิงการทดลอง ในส่วนนี้จะยกตัวอย่างงานวิจัยที่ทำการศึกษาปัจจัยต่างๆ ที่ส่งผลต่อคุณสมบัติการส่ง
ผ่านสปินในโครงสร้างหัวอ่านข้อมูลของนาตยาและคณะ [74,76] เพื่อทำให้เข้าใจหลักการออกแบบหัว
อ่านข้อมูลที่เหมาะสมสำหรับการประยุกต์ใช้ในหัวอ่านข้อมูลฮาร์ดดิสก์ไดร์ฟที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้นใน
อนาคตได้
