स्पिन वाल्व

एक स्पिन वाल्व एक उपकरण है, जिसमें दो या दो से अधिक चुंबकीय सामग्री होती है, जिसका विद्युत प्रतिरोध परतों में चुंबकीयकरण के सापेक्ष संरेखण के आधार पर दो मूल्यों के बीच बदल सकता है। प्रतिरोध परिवर्तन विशाल चुंबकत्व का परिणाम है। बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के आधार पर डिवाइस की चुंबकीय परतें ऊपर या नीचे संरेखित होती हैं। सबसे सरल मामले में, एक स्पिन वाल्व में दो फेरोमैग्नेटिज्म के बीच एक गैर-चुंबकीय सामग्री होती है, जिनमें से एक प्रति[[लौह चुंबकत्व ]] द्वारा तय (पिन किया जाता है) होता है जो अपनी चुंबकीय ताकत बढ़ाने के लिए कार्य करता है और एक कठोर परत के रूप में व्यवहार करता है, जबकि दूसरा मुक्त होता है (अनपिन) और एक नरम परत के रूप में व्यवहार करता है। ज़बरदस्ती में अंतर के कारण, नरम परत कठोर की तुलना में कम लागू चुंबकीय क्षेत्र की ताकत पर ध्रुवीयता को बदल देती है। उचित शक्ति के एक चुंबकीय क्षेत्र के आवेदन पर, नरम परत ध्रुवीयता को बदल देती है, दो अलग-अलग राज्यों का निर्माण करती है: एक समानांतर, कम-प्रतिरोध राज्य और एक एंटीपैरल, उच्च-प्रतिरोध राज्य।

यह कैसे काम करता है
स्पिन वाल्व इलेक्ट्रॉनों (और अन्य कणों) की क्वांटम संपत्ति के कारण काम करते हैं जिन्हें स्पिन (भौतिकी) कहा जाता है। फेरोमैग्नेट्स में फर्मी ऊर्जा पर इलेक्ट्रॉनों के राज्यों के घनत्व में विभाजन के कारण, शुद्ध स्पिन ध्रुवीकरण होता है। फेरोमैग्नेट से गुजरने वाला विद्युत प्रवाह इसलिए विद्युत आवेश और स्पिन घटक दोनों को वहन करता है। इसकी तुलना में, एक सामान्य धातु में ऊपर और नीचे स्पिन के साथ समान संख्या में इलेक्ट्रॉन होते हैं, इसलिए संतुलन स्थितियों में, ऐसी सामग्री शून्य नेट स्पिन घटक के साथ चार्ज करंट को बनाए रख सकती है। हालांकि, फेरोमैग्नेट से एक सामान्य धातु में करंट पास करके स्पिन को स्थानांतरित करना संभव है। एक सामान्य धातु इस प्रकार स्पिन को अलग-अलग फेरोमैग्नेट के बीच स्थानांतरित कर सकती है, जो लंबे समय तक पर्याप्त स्पिन प्रसार लंबाई के अधीन है।

स्पिन ट्रांसमिशन फेरोमैग्नेट्स में चुंबकीय क्षणों के संरेखण पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, यदि फेरोमैग्नेट में करंट प्रवाहित हो रहा है, जिसका अधिकांश स्पिन स्पिन अप है, तो स्पिन अप वाले इलेक्ट्रॉन अपेक्षाकृत निर्बाध रूप से गुजरेंगे, जबकि स्पिन डाउन वाले इलेक्ट्रॉन फेरोमैग्नेट का सामना करने पर स्पिन करने के लिए या तो 'प्रतिबिंबित' होंगे या स्पिन फ्लिप बिखराव करेंगे। नई सामग्री में एक खाली ऊर्जा स्थिति खोजने के लिए। इस प्रकार यदि स्थिर और मुक्त दोनों परतों को एक ही दिशा में ध्रुवीकृत किया जाता है, तो उपकरण में अपेक्षाकृत कम विद्युत प्रतिरोध होता है, जबकि यदि लागू चुंबकीय क्षेत्र को उलट दिया जाता है और मुक्त परत की ध्रुवीयता भी उलट जाती है, तो अतिरिक्त के कारण उपकरण में उच्च प्रतिरोध होता है स्पिन फ्लिप स्कैटरिंग के लिए आवश्यक ऊर्जा।

एंटीफेरोमैग्नेटिक और नॉन-मैग्नेटिक लेयर्स
फेरोमैग्नेटिक लेयर्स में से किसी एक को पिन करने के लिए एक एंटीफेरोमैग्नेटिक लेयर की आवश्यकता होती है (यानी, इसे स्थिर या चुंबकीय रूप से कठोर बनाना)। यह संपर्क में फेरोमैग्नेट्स और एंटीफेरोमैग्नेट्स के बीच एक बड़े नकारात्मक विनिमय इंटरैक्शन का परिणाम है।

दो फेरोमैग्नेटिक परतों को अलग करने के लिए गैर-चुंबकीय परत की आवश्यकता होती है ताकि उनमें से कम से कम एक मुक्त (चुंबकीय रूप से नरम) रहे।

छद्म स्पिन वाल्व
एक छद्म स्पिन वाल्व के मूल संचालन सिद्धांत एक साधारण स्पिन वाल्व के समान होते हैं, लेकिन एक एंटीफेरोमैग्नेटिक परत के साथ एक को पिन करके अलग-अलग फेरोमैग्नेटिक परतों की चुंबकीय ज़बरदस्ती को बदलने के बजाय, दो परतें अलग-अलग फेरोमैग्नेट से अलग-अलग ज़बरदस्ती से बनी होती हैं। उदाहरण के लिए, NiFe and Co. ध्यान दें कि ज़बरदस्ती काफी हद तक सामग्रियों की एक बाहरी संपत्ति है और इस प्रकार प्रसंस्करण स्थितियों द्वारा निर्धारित की जाती है।

अनुप्रयोग
स्पिन वाल्व का उपयोग चुंबकीय सेंसर और हार्ड डिस्क रीड हेड में किया जाता है। उनका उपयोग मैग्नेटिक रैंडम एक्सेस मेमोरी (MRAM) में भी किया जाता है।

यह भी देखें

 * स्पिन-ट्रांसफर टॉर्क
 * चुंबकीय सुरंग जंक्शन