Page 31 - Spin Transport and Spintronics

1.3 การส่งผ่านสปินและประจุของอิเล็กตรอน 32

2P 1 P 2
TMR =
1 − P 1 P 2
↑
โดยค่าพารามิเตอร์การโพลาไรเซชันของวัสดุสามารถคำนวณได้จาก P = N −N ↓ ดังนี้
↑
N +N ↓

1.6 − 0.2
P 1 = = 0.78
1.6 + 0.2

0.862 − 0.059
P 2 = = 0.87
0.862 + 0.059
จากนั้นนำค่าพารามิเตอร์การโพลาไรเซชันของวัสดุที่คำนวณข้างต้นไปแทนค่าในสมการเพื่อ
หาค่าอัตราส่วน TMR ดังนี้

2P 1 P 2 2(0.78)(0.87)
TMR = = = 4.22
1 − P 1 P 2 1 − (0.78)(0.87)

ในลำดับถัดไปจะทำการอธิบายการส่งผ่านของสปินในโครงสร้างวัสดุด้วยสมการลอยเลื่อนและ
การแพร่ซึ่งเป็นทฤษฎีที่สำคัญต่อความเข้าใจหลักการการเกิดความต้านทานเชิงแม่เหล็กเพื่อนำไปสู่การ

ออกแบบอุปกรณ์สปินทรอนิกส์ในอนาคตได้

1.3 การส่งผ่านสปินและประจุของอิเล็กตรอน

ในการออกแบบอุปกรณ์สปินทรอนิกส์จำเป็นต้องอาศัยทฤษฎีการส่งผ่านสปินและประจุของ

อิเล็กตรอนเพื่ออธิบายปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์ที่เกิดขึ้นภายในโครงสร้างวัสดุ ที่ผ่านมามีการนำสมการ

Valet-Fertมาอธิบายการส่งผ่านสปินในวัสดุแต่พบว่าสมการดังกล่าวไม่สามารถนำมาอธิบายพฤติกรรม
การส่งผ่านสปินที่เกิดขึ้นในวัสดุแม่เหล็กเฟอร์โรและสารกึ่งตัวนำได้ดีเพียงพอ ต่อมาจึงได้มีการศึกษา

การส่งผ่านสปินและประจุของอิเล็กตรอนด้วยค่าความนำไฟฟ้าของสปิน (spin-dependent conduc-

tivity) โดยอาศัยหลักการอนุรักษ์ของสปินและประจุของอิเล็กตรอน ซึ่งนำไปสู่การพัฒนาสมการการ

ส่งผ่านของสปินและประจุของอิเล็กตรอนซึ่งมีความซับซ้อนมากกว่าสมการของ Valet-Fert สมการดัง
กล่าวจะคิดผลของปฎิสัมพันธ์ระหว่างประจุและกระแสสปิน ซึ่งส่งผลต่อการพิจารณาความเป็นไปได้ใน

การแปลงรูปของกระแสสปินและกระแสประจุที่สามารถเกิดขึ้นได้ในชั้นบัลค์ของวัสดุ การพัฒนาทฤษฎี

ดังกล่าวนำไปสู่โอกาสของการพัฒนาและออกแบบอุปกรณ์สปินทรอนิกส์ที่มีประสิทธิภาพสูง