Page 50 - Spin Transport and Spintronics
P. 50
2.1 สลอนเซวสกีทอร์ค 51
กรณีที่สองเป็นกรณีที่ป้อนกระแสไฟฟ้าที่มีค่าสูงกว่าค่ากระแสไฟฟ้าวิกฤตและทิศทางของกระแส
ทำให้เกิดความหน่วงต้านทาน (antidamping) ที่มีทิศทางตรงกันข้ามกับความหน่วงธรรมชาติซึ่งเกิด
จากสนามประสิทธิผล และทำให้แมกนีไทเซชันมีการเคลื่อนที่แบบหมุนวนด้วยมุมที่กว้างขึ้นเมื่อเทียบ
กับทิศทางของสนามประสิทธิผลโดยมุมดังกล่าวจะมีค่าขึ้นอยู่กับทิศทางและความหนาแน่นของกระแส
ไฟฟ้าที่ป้อน ถ้ากระแสไฟฟ้าที่ป้อนมีความหนาแน่นสูงมากพอ จะส่งผลทำให้ความหน่วงต้านทานของ
สปินทอร์คมีค่ามากกว่าความหน่วงธรรมชาติ แมกนีไทเซชันมีแนวโน้มเรียงตัวออกจากทิศทางของ
สนามแม่เหล็กประสิทธิผลมากขึ้นและสามารถกลับทิศทางได้
ตัวอย่างที่ 2.1 จงหาขนาดพารามิเตอร์สปินทอร์ค a และขนาดของสลอนเซวสกีทอร์คหรือ
2
อะเดียบาติกทอร์ค เมื่อทำการป้อนกระแสไฟฟ้าที่มีความหนาแน่น 1 × 10 A/m เข้าสู่
9
โครงสร้างวัสดุสามชั้น โดยชั้นอิสระเป็นวัสดุแม่เหล็กที่มีขนาดเท่ากับ 5 × 5 × 1.5 nm มีค่า
แมกนีไทเซชันอิ่มตัวเท่ากับ 1.4 × 10 A/m และค่าพารามิเตอร์สปินโพลาไรเซชันของวัสดุ
6
เท่ากับ 0.65 พร้อมทั้งกำหนดให้
แมกนีไทเซชันของชั้นพินมีทิศทาง M p = −0.5e y + 0.877e z
แมกนีไทเซชันของชั้นอิสระมีทิศทาง M = 0.707e x + 0.707e y
วิธีทำ ขนาดของสปินทอร์คสามารถคำนวณได้จากความสัมพันธ์ดังนี้
T S = aM × (M × M p )
เมื่อ a = ℏPI ดังนั้นทำการพิจารณาพารามิเตอร์ของสปินทอร์คเป็นลำดับแรก โดยโจทย์
M sV e
กำหนดค่าแมกนีไทเซชันอิ่มตัวเท่ากับ M s = 1.4 × 10 A/m ค่าพารามิเตอร์สปินโพลาไรเซ
6
ชัน P = 0.65 ค่าความหนาแน่นของกระแส I/A = 1 × 10 A/m และความหนาของชั้น
2
9
อิสระมีค่าเท่ากับ t = 1.5 nm ดังนั้น
ℏPI ℏPI
a = =
M s V e eM s (A × t)
9
(1.054 × 10 −31 )(0.65)(1 × 10 )
=
6
(1.6 × 10 −19 )(1.4 × 10 )(1.5 × 10 −9 )
= 0.2038 T
