Page 79 - Spin Transport and Spintronics
P. 79
3.1 แบบจำลองบริเวณรอยต่อในโครงสร้างวัสดุ 80
รูปที่ 3.1 โครงสร้างวัสดุ CFAS/Ge ที่มีรอยต่อแบบแพร่กระจายของอะตอมระหว่างชั้นวัสดุ [51]
เหล็กและกระบวนการทำงานของอุปกรณ์สปินทรอนิกส์
แบบจำลองโดยส่วนใหญ่ที่ใช้ในการอธิบายพฤติกรรมการส่งผ่านสปินและปรากฏการณ์ต่างๆ
ภายในโครงสร้างวัสดุแม่เหล็กจะอาศัยการจำลองโครงสร้างบริเวณรอยต่อแบบอุดมคติซึ่งไม่มีการแพร่
ของอะตอมระหว่างชั้นฟิล์ม ทำให้แบบจำลองดังกล่าวขาดความเสมือนจริงและไม่สามารถอธิบาย
ปรากฏการณ์ทางกายภาพต่างๆ ที่เกิดขึ้นภายในบริเวณรอยต่อระหว่างชั้นฟิล์มบางได้อย่างครอบคลุม
ดังนั้นเพื่อให้การศึกษามีความเสมือนจริงและให้ผลการคำนวณที่ถูกต้องมากขึ้น จำเป็นต้องอาศัยแบบ
จำลองของบริเวณรอยต่อที่พิจารณาการผสมกันของอะตอมระหว่างชั้นฟิล์มซึ่งขึ้นกับความร้อนและ
เวลาที่ใช้ในกระบวนการปลูกผลึกและสามารถนำไปสู่การอธิบายพฤติกรรมการส่งผ่านสปินปรากฏการณ์
ค่าความต้านทานทางแม่เหล็กและปรากฏการณ์ต่างๆ ที่เกิดขึ้นภายในโครงสร้างวัสดุแม่เหล็ก
โครงสร้างของบริเวณรอยต่อระหว่างวัสดุต่างชนิดกันสามารถจำลองได้โดยอาศัยลักษณะการ
แพร่กระจายความเข้มข้นของไอออน โดยการประยุกต์ใช้กฎของฟิค (Fick’s law) ซึ่งประกอบด้วย
คุณสมบัติ 2 ข้อดังรายละเอียดต่อไปนี้
Fick’s first law: การแพร่ของฟลักซ์ (J) ที่ตำแหน่งใดๆ จะมีค่าแปรผันตรงกับอัตราการเปลี่ยนแปลง
ความเข้มข้น เพื่อความง่ายในการวิเคราะห์จะกำหนดให้มีการแพร่ไปในทิศทางเดียวตามแนวแกน x จะ
ได้การแพร่ของฟลักซ์ดังแสดงในสมการต่อไปนี้
∂C (3.1)
J = −D ion
∂x
Fick’s second law: ความเข้มข้นของอะตอม (C) จะมีค่าขึ้นอยู่กับเวลาและตำแหน่ง โดยสามารถ
แสดงความสัมพันธ์ได้ในรูปของอนุพันธ์อันดับสองของอัตราการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นและค่าคงที่
