Page 172 - Spin Transport and Spintronics
P. 172
6.3 หัวอ่านข้อมูลประสิทธิภาพสูง 174
รูปที่ 6.3 โครงสร้างวัสดุสามชั้น Co(5nm)/Cu(5nm)/FMs(5nm) ลูกศรสีแดงและสีน้ำเงินแสดงทิศทาง
ของแมกนีไทเซชันในทิศทาง ±y
กระบวนการสปัตเตอริ่ง สามารถจำลองได้จากฟังก์ชันความน่าจะเป็นของการกระจายตัวของอะตอม
ระหว่างชั้นวัสดุดังสมการที่ (6.1) ดังนี้
1 x − x 0
C = [−tanh( ) + 1]
2 D
จากนั้นแบบจำลองการสะสมสปินจะถูกนำมาพิจารณาพฤติกรรมการส่งผ่านสปินที่เกิดขึ้น
ภายในโครงสร้างวัสดุผ่านค่าการสะสมสปินและกระแสสปิน โดยแบ่งโครงสร้างวัสดุแม่เหล็กออกเป็น
3
ไมโครเซลล์ และกำหนดให้แต่ละไมโครเซลล์มีปริมาตรเท่ากับ 1×1×0.3 nm ในลำดับแรกจะทำการ
พิจารณาทิศทางของโมเมนต์แม่เหล็กที่ตำแหน่งต่างๆ ของโครงสร้างสปินวาล์วซึ่งสามารถคำนวณจาก
ผลรวมของสปินโมเมนต์ภายในแต่ละไมโครเซลล์ และทิศทางของแมกนีไทเซชันที่ตำแหน่งต่างๆ ของ
โครงสร้างวัสดุพิจารณาได้จากค่าโมเมนต์แม่เหล็กต่อปริมาตร
ในการคำนวณค่าอัตราส่วน MR จะทำการพิจารณาทิศทางของแมกนีไทเซชันเป็นสองกรณี
คือ กรณีที่แมกนีไทเซชันระหว่างชั้นพินและชั้นอิสระจัดเรียงตัวแบบขนาน (P) และแบบตรงกันข้าม
(AP) จากผลการศึกษาในโครงสร้าง Co/Cu/Co พบว่าที่บริเวณรอยต่อ Co/Cu จะเกิดการผสมกันของ
อะตอมของวัสดุแม่เหล็กเฟอร์โรและวัสดุนอนแมกเนต ทำให้ค่าแมกนีไทเซชันมีการเปลี่ยนแปลงอย่าง
ช้าๆ ที่บริเวณนี้ ดังแสดงในรูปที่ 6.4 นอกจากนี้จะทำการคำนวณค่าพารามิเตอร์การส่งผ่านสปินเชิง
ตำแหน่งซึ่งมีค่าขึ้นอยู่กับค่าความหนาแน่นของอะตอม ชนิดของอะตอม และคุณสมบัติการส่งผ่านสปิน
ของแต่ละอะตอม การพิจารณาพารามิเตอร์การส่งผ่านสปินของวัสดุต่อตำแหน่ง (P(x)) จะคำนวณ
จากฟังก์ชันการเฉลี่ยน้ำหนักซึ่งเป็นการหาค่าเฉลี่ยพารามิเตอร์จากทุกอะตอม (n) ดังสมการต่อไปนี้
n
1 X
P(x) = P i (6.13)
n
i=1
