Page 49 - Spin Transport and Spintronics
P. 49
2.1 สลอนเซวสกีทอร์ค 50
V คือปริมาตรของวัสดุ
e คือประจุของอิเล็กตรอน
M p และ M คือเวกเตอร์หนึ่งหน่วยของแมกนีไทเซชันภายในชั้นพินและชั้นอิสระตามลำดับ
จากสมการที่ (2.1) พบว่าสลอนเซวสกีหรือ AST เป็นแหล่งกำเนิดของการเคลื่อนที่แบบหน่วงซึ่ง
เกิดจากปฎิสัมพันธ์แลกเปลี่ยนระหว่างกระแสสปินโพลาไรซ์กับแมกนีไทเซชันของชั้นอิสระ โดยทอร์คนี้
จะออกแรงกระทำต่อแมกนีไทเซชันให้มีแนวโน้มการจัดเรียงตัวไปตามทิศทางของแมกนีไทเซชันภายใน
ชั้นพินและอยู่ในแนวระนาบของ M p และ M ดังแสดงในรูปที่ 2.2 โดย AST ซึ่งเป็นการเคลื่อนที่แบบ
หน่วงจะสามารถเพิ่มหรือลดการเคลื่อนที่แบบหน่วงธรรมชาติ (natural damping) ที่เกิดขึ้นจากสนาม
แม่เหล็กประสิทธิผลได้ โดยการเพิ่มหรือลดนี้จะขึ้นอยู่กับขนาดและทิศทางของความหนาแน่นกระแส
ไฟฟ้าที่ป้อนเข้าสู่โครงสร้างวัสดุ
รูปที่ 2.2 การเกิด AST และ NAST ที่กระทำต่อแมกนีไทเซชัน M ในชั้นอิสระ
พารามิเตอร์ a = ℏPI ซึ่งแสดงขนาดความแรงของ AST จะขึ้นอยู่กับค่าพารามิเตอร์สปิน
M sV e
โพลาไรเซชันของวัสดุและขนาดของกระแสไฟฟ้าป้อน ดังนั้นในการควบคุมทิศทางแมกนีไทเซชันด้วย
สปินทอร์คสามารถพิจารณาได้เป็นสองกรณี โดยในกรณีที่ป้อนกระแสไฟฟ้าด้วยความหนาแน่นที่น้อย
กว่าค่าความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าวิกฤต (critical current density) ซึ่งเป็นค่าความหนาแน่นที่น้อย
ที่สุดที่เริ่มทำให้แมกนีไทเซชันเกิดการเปลี่ยนแปลงทิศทาง แมกนีไทเซชันจะมีการเคลื่อนที่แบบหมุน
วน (precessional motion) รอบสนามประสิทธิผลด้วยมุมค่าหนึ่ง ก่อนที่จะหมุนวนเป็นก้นหอยเข้าสู่
ทิศทางสนามประสิทธิผล โดยพบว่าการป้อนกระแสไฟฟ้าที่มีค่าต่ำกว่าค่าความหนาแน่นกระแสวิกฤต
สปินทอร์คที่เกิดขึ้นจะมีค่าไม่มากพอที่จะส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงทิศทางของแมกนีไทเซชัน ซึ่งการ
ป้อนกระแสในกรณีนี้จะถูกนำไปประยุกต์ใช้ในการอ่านสัญญาณของหัวอ่านข้อมูล
