Page 41 - Spin Transport and Spintronics
P. 41
1.4 สมการความหนาแน่นของกระแสลอยเลื่อนและการแพร่ 42
′
D β D ∇m (1.26)
j c = σE − ∇n −
2 2
↑
เมื่อกำหนดให้ สภาพการนำไฟฟ้า σ = σ + σ ↓
ค่าคงที่การแพร่ D = (D + D )/2
↑
↓
↑
ค่าสปินโพลาไรเซชันของค่าคงที่การแพร่ β = D −D ↓
′
↑
D +D ↓
↓
↑
ค่าการสะสมประจุ n = e(n + n )
↑
↓
ค่าการสะสมสปิน m = e(n − n )
จากสมการข้างต้นแสดงให้เห็นว่ากระแสประจุจะเกิดจากสามส่วนได้แก่ กระแสลอยเลื่อน การ
สะสมประจุและการสะสมสปิน [23,24]
ตัวอย่างที่ 1.5 วัสดุโคบอลต์มีค่าสภาพการนำไฟฟ้าของสปินขึ้นและสปินลงดังนี้ σ ↑ =
−1
25MSm และ σ ↓ = 10MSm จงคำนวณหาค่าสภาพการนำไฟฟ้าของโคบอลต์ และ
−1
ความหนาแน่นกระแสประจุเมื่อมีการป้อนสนามไฟฟ้าเท่ากับ 0.5 V/m เมื่อกำหนดให้การ
สะสมของประจุและการสะสมของสปินมีค่าเป็นศูนย์
วิธีทำ ค่าสภาพการนำไฟฟ้าของวัสดุสามารถพิจารณาได้จากผลรวมของค่าสภาพความนำไฟ
ฟ้าของสปินขึ้นและสปินลง ดังความสัมพันธ์ต่อไปนี้
σ = σ ↑ + σ ↓ = 25 + 10 = 35MSm −1
จากนั้นสามารถคำนวณค่ากระแสประจุได้จากสมการที่ (1.26) ดังนี้
j c = σE − eD∇n − eβ D∇m
′
เนื่องจากไม่มีการคิดผลของกระแสที่เกิดจากการสะสมประจุและการสะสมสปิน (∇n = 0
และ ∇m = 0) จะพบว่าความหนาแน่นของกระแสประจุจะเกิดจากกระแสลอยเลื่อนดังนี้
j c = σE = 35(0.5) = 17.5 MA/m 2
