Page 20 - Spin Transport and Spintronics
P. 20
1.1 ปรากฏการณ์ความต้านทานเชิงแม่เหล็กขนาดใหญ่ 21
และค่าสภาพความต้านทานไฟฟ้าสามารถพิจารณาได้ดังนี้
↑ ↓
ρ ρ
ρ = (1.2)
ρ + ρ ↓
↑
เมื่อกำหนดให้ σ เป็นค่าสภาพความนำไฟฟ้าของวัสดุ
σ ↑(↓) เป็นค่าสภาพความนำไฟฟ้าของสปินขึ้น (สปินลง)
ρ ↑(↓) เป็นค่าสภาพความต้านทานไฟฟ้าของสปินขึ้น (สปินลง)
แบบจำลองของ Mott ถูกนำมาใช้ในการอธิบายการเกิด GMR จากการกระเจิงของสปินภาย
ในโครงสร้างสปินวาล์ว โดยทำการพิจารณาเป็นสองกรณีคือ กรณีที่แมกนีไทเซชันของชั้นวัสดุแม่เหล็ก
เฟอร์โรทั้งสองชั้นมีการจัดเรียงตัวแบบขนานและแบบตรงกันข้ามดังแสดงในรูปที่ 1.5 การกระเจิงของ
สปินภายในโครงสร้างสปินวาล์วจะมีค่าขึ้นอยู่กับทิศทางของแมกนีไทเซชันในชั้นวัสดุแม่เหล็กเฟอร์-
โรทั้งสอง โดยการกระเจิงของสปินจะส่งผลโดยตรงต่อค่าความต้านทานเชิงแม่เหล็กที่เกิดขึ้นภายใน
โครงสร้างวัสดุ กรณีที่สปินของอิเล็กตรอนมีทิศทางขนานกับแมกนีไทเซชันภายในชั้นวัสดุ สปินจะ
สามารถเคลื่อนที่ผ่านชั้นวัสดุโดยเกิดกระเจิงของสปินน้อย ในขณะที่การกระเจิงของสปินจะเกิดขึ้นมาก
เมื่อสปินของอิเล็กตรอนมีทิศทางตรงกันข้ามกับทิศทางของแมกนีไทเซชัน ซึ่งส่งผลต่อความไม่สมมาตร
ของความหนาแน่นทางสถานะที่ระดับพลังงานเฟอร์มิ
รูปที่ 1.5 การกระเจิงของสปินในโครงสร้างสปินวาล์วในกรณีที่แมกนีไทเซชันมีการเรียงตัวในทิศทาง
ขนานและตรงกันข้ามโดยอาศัยแบบจำลองตัวต้านทาน
ค่าความต้านทานเชิงแม่เหล็กที่เกิดขึ้นในโครงสร้างวัสดุซึ่งมีความสัมพันธ์กับการกระเจิงของ
สปินสามารถพิจารณาได้จากแบบจำลองความต้านทาน (resistor model) โดยค่า GMR จะมีค่าขึ้นอยู่
กับการจัดเรียงตัวของแมกนีไทเซชันภายในชั้นวัสดุแม่เหล็กเฟอร์โร โดยโครงสร้างสปินวาล์วจะมีค่า
