Page 48 - Spin Transport and Spintronics

2.1 สลอนเซวสกีทอร์ค 49

ควบคุมการกลับทิศทางของแมกนีไทเซชันในชั้นอิสระเพื่อทำการบันทึกข้อมูลในลักษณะบิต 0 และบิต

1 ตามความต้องการ

สปินทอร์คที่เกิดขึ้นจากการป้อนกระแสไฟฟ้าเข้าสู่โครงสร้างวัสดุสามารถอธิบายได้ด้วยปฎิ-

สัมพันธ์แลกเปลี่ยน s-d ระหว่างอิเล็กตรอนตัวนำในระดับพลังงานชั้นเอสกับแมกนีไทเซชันที่มีอิเล็ก-

ตรอนในระดับพลังงานชั้นดี ซึ่งปฎิสัมพันธ์แลกเปลี่ยนดังกล่าวส่งผลให้เกิดสปินทอร์คกระทำต่อแมกนี
ไทเซชันภายในชั้นวัสดุ โดยสปินทอร์คที่เกิดขึ้นสามารถแบ่งออกได้สององค์ประกอบหลักๆ คือ อะเดีย-

บาติกทอร์ค (adiabatic torque หรือ AST) และนอนอะเดียบาติกทอร์ค (non-adiabatic torque

หรือ NAST) โดย AST เป็นองค์ประกอบของทอร์คที่เหนี่ยวนำให้กระแสสปินมีแนวโน้มจัดเรียงตัวตาม
ทิศทางของแมกนีไทเซชัน ในขณะที่ NAST เป็นทอร์คที่ทำให้กระแสสปินมีการจัดเรียงตัวออกนอกแนว

ระนาบของแมกนีไทเซชัน [27–29] ปัจจุบันมีการศึกษาในเชิงลึกเพื่อทำความเข้าใจและพิจารณาขนาด

ของทอร์คทั้งสองชนิด แม้ว่าการเกิด AST จะสามารถอธิบายได้เป็นอย่างดี แต่กระบวนการทางฟิสิกส์

ในการอธิบาย NAST ยังต้องทำความเข้าใจและศึกษาต่อไป [30–34] โดยรายละเอียดของ AST และ
NAST มีดังนี้

2.1 สลอนเซวสกีทอร์ค (Slonczewski torque)

อะเดียบาติกทอร์คหรือ AST เป็นองค์ประกอบหลักของสปินทอร์คที่เกิดขึ้นจากการเคลื่อนที่

ของกระแสสปินผ่านโครงสร้างวัสดุแม่เหล็กและกระทำต่อแมกนีไทเซชันภายในวัสดุ โดยปรากฏการณ์
AST ถูกอธิบายเชิงทฤษฎีครั้งแรกด้วยแบบจำลองของ Slonczewski [35–39] ภายใต้สมมติฐานการ

ส่งผ่านแบบบาลิสทิค (ballistic transport) โดยกำหนดให้กระแสสปินที่เคลื่อนที่ผ่านบริเวณรอยต่อ

ไม่มีการกระเจิงออกนอกระนาบของแมกนีไทเซชัน ปรากฏการณ์ AST ถูกอธิบายด้วยกฎการอนุรักษ์

โมเมนตัมเชิงมุมของสปิน โดยขนาดของ AST หรือสลอนเซวสกีทอร์ค (T S) สามารถพิจารณาได้ดัง
สมการ

∂M

T S = = aM × (M × M p ) (2.1)
∂t
STT
เมื่อ a = ℏPI คือพารามิเตอร์ของอะเดียบาติกทอร์ค
M sV e
I คือขนาดกระแสไฟฟ้า หน่วยเป็นแอมแปร์

↑
P = N −N ↓ คือค่าพารามิเตอร์สปินโพลาไรเซชันของวัสดุ
N +N ↓
↑
M s คือค่าแมกนีไทเซชันอิ่มตัว