Page 179 - Spin Transport and Spintronics

6.3 หัวอ่านข้อมูลประสิทธิภาพสูง 181

รูปที่ 6.8 (a) การสะสมสปิน (b) กระแสสปินเชิงตำแหน่งในโครงสร้าง CFA/Cu/CFA (c) ค่า RA กรณี

P และ AP (d) อัตราส่วน MR

6.8 (c) การเพิ่มค่าความหนาของชั้นอิสระเป็นการเพิ่มการกระเจิงของสปินในชั้นบัลค์และทำให้กระแส

สปินเกิดการโพลาไรซ์ที่สมบูรณ์ อย่างไรก็ตามค่าความต้านทาน RA จะมีค่าอิ่มตัวหรือคงที่ที่ความหนา

ที่มากกว่าค่าระยะการแพร่ ซึ่งวัสดุ CFA จะมีค่า λ sdl = 3 nm จากนั้นจะทำการคำนวณความสัมพันธ์
ระหว่างค่าอัตราส่วน MR กับความหนาของชั้นอิสระ พบว่ามีแนวโน้มการเปลี่ยนแปลงที่สอดคล้องกับ

ค่า RA AP ดังแสดงในรูปที่6.8 (d)

จากผลการศึกษาข้างต้นสามารถสรุปได้ว่าคุณสมบัติการส่งผ่านสปินของวัสดุแม่เหล็กเฟอร์โรส่ง

ผลโดยตรงต่อค่า RA และค่าอัตราส่วน MR ของโครงสร้างสปินวาล์ว การเลือกใช้วัสดุแม่เหล็กเฟอร์โร
ฮอยเลอร์อัลลอยด์ที่มีค่าสปินโพลาไรเซชันที่สูงจะทำให้เกิดค่า RA ที่ต่ำและค่าอัตราส่วน MR ที่สูงกว่า

การเลือกใช้วัสดุแม่เหล็กเฟอร์โรชนิดอื่น นอกจากนี้ผลการคำนวณยังแสดงให้เห็นว่าค่าอัตราส่วน MR

มีค่าเพิ่มขึ้นตามความหนาของชั้นอิสระและมีค่าคงที่เมื่อความหนาของชั้นวัสดุมีค่ามากกว่าระยะการ
แพร่ของสปิน ในกรณีโครงสร้าง CFA/Cu/CFA ความหนาที่เหมาะสมที่ทำให้เกิดค่าอัตราส่วน MR ที่สูง

ที่สุด มีค่าประมาณ t F = 4 nm การออกแบบชั้นอิสระที่มีความหนามากกว่าค่านี้จะทำให้หัวอ่านข้อมูล

มีขนาดใหญ่ขึ้นแต่ไม่ได้เพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน ดังนั้นในการออกแบบหัวอ่านข้อมูลที่มีขนาดเล็ก
จำเป็นต้องเลือกวัสดุแม่เหล็กเฟอร์โรที่มีระยะการแพร่ของสปินที่ต่ำมาประยุกต์ใช้ในชั้นอิสระ เพื่อช่วย

ลดความหนาของชั้นแต่ยังสามารถตรวจจับสัญญาณบิตข้อมูลได้ดี

จากที่ได้กล่าวมาข้างต้นจะเห็นถึงความสำคัญของขนาดและความหนาของชั้นวัสดุในโครงสร้าง

หัวอ่านข้อมูล ดังนั้นในส่วนนี้จะทำการพิจารณาผลของความหนาของชั้นนอนแมกเนตในโครงสร้าง