Page 208 - Spin Transport and Spintronics
P. 208
7.4 การออกแบบ STT-MRAM 210
ตัวอย่างที่ 7.5 พิจารณาโครงสร้างรอยต่อทะลุผ่านเชิงแม่เหล็ก CoFeB (1.0 nm)/MgO
(0.85 nm)/CoFeB (1.3 nm) ดังแสดงในรูปข้างล่าง เมื่อทำการป้อนแรงดันไบอัสที่มีค่า
ตั้งแต่ 0-0.5 โวลต์ จงคำนวณหาค่ากระแสทะลุผ่านที่เกิดขึ้นในโครงสร้างดังกล่าว ในกรณีที่
แมกนีไทเซชันของชั้นแม่เหล็กเฟอร์โรทั้งสองชั้นมีทิศทางขนานและตรงกันข้าม เมื่อกำหนด
ให้โครงสร้างวัสดุมีค่าพารามิเตอร์ต่างๆ ดังนี้
E F = 2.2 eV m b = 0.18m e m int = 0.3m e δ = 1.98 eV φ = 1 eV
ζ = 1
วิธีทำ กระแสทะลุผ่านสามารถคำนวณได้โดยอาศัยสมการปรับแต่งของซิมมอน โดยทำการ
แทนค่าพารามิเดอร์ต่างๆ ลงในสมการดังนี้
ระดับพลังงานเฟอร์มิ E F = 2.2 eV = 3.525 × 10 −19 J
มวลของอิเล็กตรอนซึ่งมีค่าเท่ากับ m e = 9.1 × 10 −31 kg
มวลประสิทธิผลของอิเล็กตรอนภายในชั้นกำแพงการทะลุผ่าน m b = 0.18m e
มวลประสิทธิผลของอิเล็กตรอนที่บริเวณรอยต่อ m int = 0.3m e = 2.733×10 −31 kg
ความแตกต่างของระดับพลังงานระหว่างความหนาแน่นของสถานะสปินขึ้นและสปิน
ลง δ = 1.98 eV = 3.17 × 10 −19 J
ความสูงของกำแพงการทะลุผ่าน φ = 1 eV = 1.6 × 10 −19 J
ความกว้างของกำแพงการทะลุผ่าน S = 0.85 nm
ขนาดประจุของอิเล็กตรอน q = 1.6 × 10 −19 C
ค่าคงที่ ζ = 1
