Page 209 - Spin Transport and Spintronics
P. 209
7.4 การออกแบบ STT-MRAM 211
↑(↓) ↑(↓) A และ ξ ดังนี้
k
นำค่าพารามิเตอร์ข้างต้นมาแทนค่าเพื่อทำการคำนวณหาค่า k FM1 FM2
p
↑(↓) 2m int (E F − (δ ∓ δ − eV )/2)
k FM1 =
¯h
p
2m int (E F − (δ ∓ δ + eV )/2)
↑(↓)
k FM2 = ¯h
และ
√
2ζS 2m e 19
A = = (1.4 × 10 )S
¯h
√
m int 2m b φ 9 −1
ξ = = 3.62 × 10 m
m b ¯h
จากนั้นนำค่าพารามิเตอร์ต่างๆ ที่คำนวณได้ไปแทนค่าในสมการต่อไปนี้เพื่อคำนวณ
หากระแสทะลุผ่านของสปินขึ้นและสปินลง
" ↑(↓) ↑(↓) #
2
2
16k ↑(↓) 2 k FM2 cos (θ/2) k FM2 sin (θ/2)
ξ
FM1
↑
J (↓) = ↑(↓) ↑(↓) + ↑(↓)
2
2
2
ξ + (k FM1 ) 2 ξ + (k FM2 ) 2 ξ + (k FM2 ) 2
และความหนาแน่นของกระแสทะลุผ่านที่ไหลในโครงสร้าง MTJ พิจารณาได้จาก
สมการต่อไปนี้
√ √
e eV −A eV eV −A ϕ+ eV
J 0 = (ϕ − )e ϕ− 2 − (ϕ + )e 2
2
4π ¯h(Sζ) 2 2 2
จากสมการข้างต้นจะพบว่ากระแสทะลุผ่านจะมีค่าขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของวัสดุ ขนาด
ของแรงดันไบอัส และมุมสัมพัทธ์ของแมกนีไทเซชันของวัสดุแม่เหล็กเฟอร์โรทั้งสองชั้น ดังนั้น
จะทำการพิจารณากระแสทะลุผ่านในโครงสร้างวัสดุที่มีกำแพงการทะลุผ่านหนา 0.85 nm
ใน 2 กรณี ได้แก่ กรณีที่แมกนีไทเซชันจัดเรียงตัวแบบขนาน (P) และแบบตรงกันข้าม (AP)
โดยทำการป้อนแรงดันไบอัสที่มีขนาดตั้งแต่ 0 - 0.5 V ลงในสมการข้างต้น จากนั้นทำการ
คำนวณค่ากระแสทะลุผ่านเฉลี่ยดังนี้
(j P +j AP )
javg =
2
