นักวิจัยคณะวิทยาศาสตร์ มมส ศึกษาแบบจำลองขั้นสูงสำหรับการออกแบบ โครงสร้างรอยต่อทะลุผ่านเชิงแม่เหล็ก สำหรับการประยุกต์ใช้กับหน่วยความจำเข้าถึงแบบสุ่ม ในอนาคต

รศ.ดร.พรรณวดี จุรีมาศ รศ. ดร.เจษฎา จุรีมาศ ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหาสารคาม

หน่วยวิจัยเทคโนโลยีการบันทึกข้อมูลแม่เหล็ก Magnetic Information Storage Technology (MINT)

ปัจจุบันมีการใช้ฐานข้อมูลขนาดใหญ่ซึ่งมีอัตราการรับส่งข้อมูลที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว การเพิ่มของอัตราการการใช้ข้อมูลดังกล่าวนำไปสู่การเพิ่มจำนวนของศูนย์การเก็บข้อมูลแบบคลาวด์ซึ่งมีการเก็บข้อมูลเชิงแม่เหล็กด้วยฮาร์ดดิสก์ไดร์ฟและเป็นวิธีการหลักในการเก็บข้อมูล ดังนั้น จึงมีการพัฒนางานวิจัยด้านเทคโนลีการบันทึกข้อมูลเชิงแม่เหล็กเพื่อรองรับการเติบโตดังกล่าวโดยทำการเพิ่มค่าความจุข้อมูล และเป็นการแก้ปัญหาของการเพิ่มขึ้นของจำนวนศูนย์ข้อมูลแบบคลาวด์ งานวิจัยนี้ทำการศึกษาผลของขนาดและอุณหภูมิที่มีต่อกระบวนการการกลับทิศทางของแมกนีไทเซชันหรือบิตข้อมูลในโครงสร้างรอยต่อทะลุผ่านเชิงแม่เหล็กที่ทำจากวัสดุ COFEB-MgO ซึ่งเป็นโครงสร้างที่สำคัญในการประยุกต์ใช้เป็น หัวเขียนและหัวอ่านข้อมูลใน ฮาร์ดดิสก์ไดร์ฟ หน่วยความจำ MRAM และอุปกรณ์สปินทรอนิกส์

งานวิจัยนี้จะทำการศึกษาการกลับทิศทางของแมกนีไทเซชันหรือบิตข้อมูลด้วยสปินทอร์คและสปินออร์บิททอร์คในโครงสร้างรอยต่อทะลุผ่านเชิงแม่เหล็กที่มีแอนไอโซทรอปีในแนวตั้งฉาก ซึ่งทำให้เกิดความเข้าใจเชิงลึกในการออกแบบและนำไปสู่การพัฒนาหน่วยความจำเชิงแม่เหล็กประสิทธิภาพสูงในอนาคต แบบจำลองวัสดุแม่เหล็กระดับอะตอมและแบบจำลองการสะสมสปินจะถูกนำมาใช้ร่วมกันในการอธิบายพลวัตของแมกนีไทเซชันและการส่งผ่านสปินที่เกิดขึ้นภายในโครงสร้างวัสดุ จากผลการศึกษาพบว่ากระบวนการกลับทิศทางจะขึ้นอยู่กับขนาดของโครงสร้างวัสดุและอุณหภูมิ โดยที่อุณหภูมิ 0 เคลวิน แมกนีไทเซชันในโครงสร้างที่มีขนาดน้อยกว่า 20 นาโนเมตร จะเกิดการผันกลับทิศทางแบบพร้อมเพรียง อย่างไรก็ตามการเพิ่มอุณหภูมิจะส่งผลทำให้เกิดการผันกลับแบบไม่พร้อมเพรียงและช่วยลดระยะเวลาในการกลับทิศทางของแมกนีไทเซชัน จากผลการศึกษาดังกล่าวสรุปได้ว่าอุณหภูมิเป็นปัจจัยที่มีความสำคัญในการออกแบบและพัฒนาโครงสร้างรอยต่อทะลุผ่านเชิงแม่เหล็กในการประยุกต์ใช้ในหน่วยความจำเข้าถึงแบบสุ่ม