Page 191 - Spin Transport and Spintronics

7.2 คุณสมบัติทางแม่เหล็กของวัสดุ CoFeB-MgO 193

ตัวอย่างที่7.1 ในการพิจารณาความสัมพันธ์ระหว่างแมกนีไทเซชันกับอุณหภูมิของโครงสร้าง

3
วัสดุ CoFeB-MgO ขนาด 15 × 15 × 5 nm และมีสัดส่วนของโบรอนร้อยละ 0 10 และ
20 ด้วยแบบจำลองระดับอะตอม ได้ผลการคำนวณดังรูปต่อไปนี้ จงอธิบายความสำคัญของ

อะตอมโบรอนที่มีต่อคุณสมบัติทางแม่เหล็กของโครงสร้างวัสดุ

1
0 %
10 %
20 %
0.8
0.6
M/M s

0.4

0.2

0
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
T(K)

วิธีทำ จากกราฟความสัมพันธ์ระหว่างแมกนีไทเซชันและอุณหภูมิพบว่าสัดส่วนของโบรอน

ในวัสดุ CoFeB มีผลต่อคุณสมบัติทางแม่เหล็กอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งอุณหภูมิคูรี (T c)

เมื่อโบรอนมีสัดส่วนสูงขึ้นจะทำให้อุณหภูมิคูรีมีค่าลดลงดังนี้

Tc (B = 0%) ≈ 1250 K

Tc (B = 10%) ≈ 1100 K

Tc (B = 20%) ≈ 950 K

การเข้าไปแทรกหรือแทนที่ของอะตอมโบรอนซึ่งมีคุณสมบัติเป็นวัสดนอนแมกเนต

ในชั้นวัสดุ CoFeB จะทำให้มีจำนวนอะตอมของวัสดุแม่เหล็กเฟอร์โรน้อยลงตามสัดส่วน
ของอะตอมโบรอน โดยปกติวัสดุนอนแมกเนตจะมีค่าคงที่ปฎิสัมพันธ์แลกเปลี่ยนเป็นศูนย์

J ij = 0 เมื่ออะตอมโบรอนมากขึ้นจะทำให้ค่าเฉลี่ยของค่าคงที่ปฎิสัมพันธ์แลกเปลี่ยนมีค่า

น้อยลง และส่งผลต่อค่าอุณหภูมิคูรีซึ่งแปรผันตรงกับค่าคงที่ดังกล่าว T c ∝ J ij