www.wikidata.uk-ua.nina.az

Спінтроніка Спінтро ніка англ Spintronics фр Spintronique галузь електроніки що використовує квантові властивості спіну

Спінтроніка

Спінтро́ніка (англ. Spintronics, фр. Spintronique) — галузь електроніки, що використовує квантові властивості спіну електронів, що характеризуються двома квантовими станами (спін-угору, спін-униз). Зміна орієнтації спінів відбувається за впливу високої густини струму, що проходить через надтонкі феромагнітні структури (сендвічі). Орієнтація спінів залишається незмінною, якщо джерело поляризованого струму вимикається.

Застосування Редагувати

Спінтронні пристрої дуже широко використовуються у пристроях запам'ятовування інформації, але існують й інші застосування, такі як, генератори змінної напруги, контрольовані по струму, транзистори на ефекті поля тощо.

Історія Редагувати

Область дослідження виникла з експериментів з вивчення спін-залежного електронного транспорту в приладах з твердих тіл, які виконувались в 1980-х роках, включаючи вивчення інжекції спін-поляризованих електронів з феромагнітного металу в звичайний метал, виконаних Джонсоном (англ. Johnson) і Сілсбі (англ. Silsbee) в 1985 році, і відкриття гігантського магнітоопору незалежно Альбером Фертом та його колегами і Пітером Грюнбергом (нім. Peter Grünberg) та його колегами в 1988 році. Витоки спінтроніки можна прослідкувати навіть раніше аж до експериментів з феромагнітного/надпровідного тунелюванню в роботах Мезервея (англ. Meservey) і Тедроу (англ. Tedrow) і в перших експериментах зі злиття магнітних тунелів у роботах Джулльєре (англ. Julliere) в 1970-х.. Використання напівпровідників у спінтроніці можна відслідкувати до теоретичної пропозиції спінового польового транзистора Датти (англ. Datta) та Даса (англ. Das) в 1990 році.

Базові поняття Редагувати

Найпростіший елемент, який пояснює принцип роботи, це два надтонкі феромагнетики різної товщини, наприклад з кобальту, розділені парамагнітним матеріалом, наприклад, з міді. Перший пласт феромагнетика служить поляризатором струму і орієнтація його магнітного моменту залишається незмінною у просторі та у часі. Інший пласт має змінну орієнтацію вектора магнітного моменту. Якщо матеріал, що розділює феромагнітні пласти, є напівпровідником, то такий спінтронний пристрій прийнято називати спіновим клапаном, якщо ж вони розділені діелектриком, то такі електронні елементи є тунельними з'єднаннями.

Зв'язок із зонною теорією Редагувати

У таких гетероструктурах джерелом спін-поляризованих електронів (спін-інжектором) є провідний феромагнетик (провідник або напівпровідник), що має в намагніченому стані спонтанну спінову впорядкованість носіїв заряду; в феромагнітних напівпровідниках досягаються рівні спінової поляризації значно більші (до 100%), ніж в металах (до 10%). В зовнішньому магнітному полі можливе зеєманівське розщеплення зони провідності в напівпровіднику з формуванням двох зеєманівських енергетичних підрівнів. При інжекції спін-поляризованих електронів у такий напівпровідник можливі керовані переходи як на верхній, так і на нижній рівні, що дає можливість створення інверсії заселення та, відповідно, генерації когерентного електромагнітного випромінювання з управлінням частотою магнітним полем.

Інші явища Редагувати

Інші ефекти виникають у джозефсонівських переходах з ізолюючим феромагнетиком: в цьому випадку можливе управління тунелюванням за допомогою зовнішнього магнітного поля.

Див. також Редагувати

Примітки Редагувати

  1. http://prola.aps.org/pdf/PRL/v55/i17/p1790_1[недоступне посилання з липня 2019]
  2. . Архів оригіналу за 19 липня 2008. Процитовано 30 травня 2010. 
  3. http://prola.aps.org/pdf/PRB/v39/i7/p4828_1[недоступне посилання]
  4. PII: 0370-1573(94)90105-8[недоступне посилання з травня 2019]
  5. . Архів оригіналу за 8 липня 2009. Процитовано 30 травня 2010. 
  6. S. Datta and B. Das (1990). Electronic analog of the electrooptic modulator. Applied Physics Letters 56: 665–667. 

Література Редагувати

  • Prinz G.A. Spin-polarized transport. Physics Today, 1995. Vol.48..№ 4. P.353.
  • Рязанов В. В. Джозефсоновский π -контакт сверхпроводник-ферромагнетик-сверхпроводник как элемент квантового бита. УФН, 1999. Т.169. № 8. С.920.

Посилання Редагувати


Це незавершена стаття з фізики.
Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її.


Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Spintro nika angl Spintronics fr Spintronique galuz elektroniki sho vikoristovuye kvantovi vlastivosti spinu elektroniv sho harakterizuyutsya dvoma kvantovimi stanami spin ugoru spin uniz Zmina oriyentaciyi spiniv vidbuvayetsya za vplivu visokoyi gustini strumu sho prohodit cherez nadtonki feromagnitni strukturi sendvichi Oriyentaciya spiniv zalishayetsya nezminnoyu yaksho dzherelo polyarizovanogo strumu vimikayetsya Zmist 1 Zastosuvannya 2 Istoriya 3 Bazovi ponyattya 4 Zv yazok iz zonnoyu teoriyeyu 5 Inshi yavisha 6 Div takozh 7 Primitki 8 Literatura 9 Posilannya Zastosuvannya Redaguvati Spintronni pristroyi duzhe shiroko vikoristovuyutsya u pristroyah zapam yatovuvannya informaciyi ale isnuyut j inshi zastosuvannya taki yak generatori zminnoyi naprugi kontrolovani po strumu tranzistori na efekti polya tosho Istoriya RedaguvatiOblast doslidzhennya vinikla z eksperimentiv z vivchennya spin zalezhnogo elektronnogo transportu v priladah z tverdih til yaki vikonuvalis v 1980 h rokah vklyuchayuchi vivchennya inzhekciyi spin polyarizovanih elektroniv z feromagnitnogo metalu v zvichajnij metal vikonanih Dzhonsonom angl Johnson i Silsbi angl Silsbee v 1985 roci 1 i vidkrittya gigantskogo magnitooporu nezalezhno Alberom Fertom ta jogo kolegami 2 i Piterom Gryunbergom nim Peter Grunberg ta jogo kolegami v 1988 roci 3 Vitoki spintroniki mozhna proslidkuvati navit ranishe azh do eksperimentiv z feromagnitnogo nadprovidnogo tunelyuvannyu v robotah Mezerveya angl Meservey i Tedrou angl Tedrow 4 i v pershih eksperimentah zi zlittya magnitnih tuneliv u robotah Dzhullyere angl Julliere v 1970 h 5 Vikoristannya napivprovidnikiv u spintronici mozhna vidslidkuvati do teoretichnoyi propoziciyi spinovogo polovogo tranzistora Datti angl Datta ta Dasa angl Das v 1990 roci 6 Bazovi ponyattya RedaguvatiNajprostishij element yakij poyasnyuye princip roboti ce dva nadtonki feromagnetiki riznoyi tovshini napriklad z kobaltu rozdileni paramagnitnim materialom napriklad z midi Pershij plast feromagnetika sluzhit polyarizatorom strumu i oriyentaciya jogo magnitnogo momentu zalishayetsya nezminnoyu u prostori ta u chasi Inshij plast maye zminnu oriyentaciyu vektora magnitnogo momentu Yaksho material sho rozdilyuye feromagnitni plasti ye napivprovidnikom to takij spintronnij pristrij prijnyato nazivati spinovim klapanom yaksho zh voni rozdileni dielektrikom to taki elektronni elementi ye tunelnimi z yednannyami Zv yazok iz zonnoyu teoriyeyu RedaguvatiU takih geterostrukturah dzherelom spin polyarizovanih elektroniv spin inzhektorom ye providnij feromagnetik providnik abo napivprovidnik sho maye v namagnichenomu stani spontannu spinovu vporyadkovanist nosiyiv zaryadu v feromagnitnih napivprovidnikah dosyagayutsya rivni spinovoyi polyarizaciyi znachno bilshi do 100 nizh v metalah do 10 V zovnishnomu magnitnomu poli mozhlive zeyemanivske rozsheplennya zoni providnosti v napivprovidniku z formuvannyam dvoh zeyemanivskih energetichnih pidrivniv Pri inzhekciyi spin polyarizovanih elektroniv u takij napivprovidnik mozhlivi kerovani perehodi yak na verhnij tak i na nizhnij rivni sho daye mozhlivist stvorennya inversiyi zaselennya ta vidpovidno generaciyi kogerentnogo elektromagnitnogo viprominyuvannya z upravlinnyam chastotoyu magnitnim polem Inshi yavisha RedaguvatiInshi efekti vinikayut u dzhozefsonivskih perehodah z izolyuyuchim feromagnetikom v comu vipadku mozhlive upravlinnya tunelyuvannyam za dopomogoyu zovnishnogo magnitnogo polya Div takozh RedaguvatiNapivmetal spintronika VelitronikaPrimitki Redaguvati http prola aps org pdf PRL v55 i17 p1790 1 nedostupne posilannya z lipnya 2019 Phys Rev Lett 61 1988 M N Baibich J M Broto A Fert F Nguyen Van Dau F Petroff P Eitenne G Creuzet A Friederich and J Chazelas Giant Magnetoresistanc Arhiv originalu za 19 lipnya 2008 Procitovano 30 travnya 2010 http prola aps org pdf PRB v39 i7 p4828 1 nedostupne posilannya PII 0370 1573 94 90105 8 nedostupne posilannya z travnya 2019 Arhivovana kopiya Arhiv originalu za 8 lipnya 2009 Procitovano 30 travnya 2010 S Datta and B Das 1990 Electronic analog of the electrooptic modulator Applied Physics Letters 56 665 667 Literatura RedaguvatiPrinz G A Spin polarized transport Physics Today 1995 Vol 48 4 P 353 Ryazanov V V Dzhozefsonovskij p kontakt sverhprovodnik ferromagnetik sverhprovodnik kak element kvantovogo bita UFN 1999 T 169 8 S 920 Posilannya RedaguvatiSajt NVE Corporation Arhivovano 28 bereznya 2022 u Wayback Machine nbsp Ce nezavershena stattya z fiziki Vi mozhete dopomogti proyektu vipravivshi abo dopisavshi yiyi Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Spintronika amp oldid 38426792