Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 552324)
Консорциум Контекстум Информационная технология сбора цифрового контента
Уважаемые СТУДЕНТЫ и СОТРУДНИКИ ВУЗов, использующие нашу ЭБС. Рекомендуем использовать новую версию сайта.

Спинтроника (440,00 руб.)

0   0
Первый авторБорисенко В. Е.
АвторыДанилюк А. Л., Мигас Д. Б.
ИздательствоМ.: Лаборатория знаний
Страниц232
ID633891
АннотацияВ данном учебном пособии обобщены теоретические представления и фундаментальные закономерности явлений, лежащих в основе спинтроники. Также рассмотрены принципы функционирования и конструкции спинтронных элементов и систем для обработки информации. Издание подготовлено на основе материала курса лекций и практических занятий, проводимых по дисциплине «Спинтроника» для студентов первой ступени высшего образования и магистрантов, обучающихся по специальностям «Микро- и наноэлектронные технологии и системы», «Квантовые информационные системы», «Нанотехнологии и наноматериалы (в электронике)» в Белорусском государственном университете информатики и радиоэлектроники.
Кем рекомендованоМинистерством образования Республики Беларусь в качестве учебного пособия для студентов и магистрантов учреждений высшего образования по специальностям микро- и наноэлектронной техники
Кому рекомендованоДля студентов и магистрантов учреждений высшего образования по специальностям микро- и наноэлектронной техники, а также для всех интересующихся новейшими материалами и электронными технологиями.
ISBN978-5-00101-538-3
УДК621.382(075.8)
ББК22.31+32.844.1+32.85+32.843я73
Борисенко, В.Е. Спинтроника [Электронный ресурс] : учеб. пособие / А.Л. Данилюк, Д.Б. Мигас, В.Е. Борисенко .— эл. изд. — М. : Лаборатория знаний, 2017 .— 232 с. — (Учебник для высшей школы) .— Деривативное эл. изд. на основе печ. аналога (М.: Лаборатория знаний, 2017); Электрон. текстовые дан. (1 файл pdf : 232 с.); Систем. требования: Adobe Reader XI; экран 10" .— ISBN 978-5-00101-538-3 .— Режим доступа: https://rucont.ru/efd/633891

Предпросмотр (выдержки из произведения)

Передача спинового момента от свободных носителей заряда магнитным атомам . <...> Инжекция спин-поляризованных носителей заряда в твердотельные структуры . <...> Спиновая фильтрация носителей заряда с использованием низкоразмерных структур . <...> Определение спиновых характеристик свободных носителей заряда в твердотельных структурах . <...> Квантовая обработка информации с использованием спинов ядер атомов и электронов в твердотельных структурах . <...> Область научной деятельности — теоретическое исследование и компьютерное моделирование переноса заряда в низкоразмерных структурах, разработка перспективных элементов наноэлектроники и спинтроники, наномагнетизм и квантовая обработка информации. <...> Спин ( spin) представляет собой собственный момент количества движения квантовой частицы, определяемый ее гипотетическим вращением вокруг собственной оси. <...> Измеряется спин в единицах редуцированной постоянной Планка ħ и определяется как ms ħ, где ms — спиновое квантовое число, которое может быть равно нулю, принимать целые или полуцелые значения в зависимости от природы частиц. <...> А. Ф. Иоффе (Санкт-Петербург) под руководством Б. П. Захарчени выполнен цикл работ по влиянию оптического излучения на ориентацию спинов электронов и ядер11 . же были рассмотрены основные механизмы спиновой релаксации, два из которых носят имена сотрудников этого института — механизм Дьяконова–Переля12 ханизм Бира–Аронова–Пикуса13 2 H. <...> Это возможно, если электроны в атомах водорода имеют собственный магнитный момент и проекция этого момента на выделенное направление может принимать два значения, различающиеся знаком. <...> Гаудсмита21 к заключению, что электроны в атомах наряду с орбитальным моментом должны обладать еще и собственным механическим угловым, а следовательно, и собственным магнитным моментом. <...> Спин электронов, ядер и атомов го момента электрона на выделенное направление z может принимать только два фиксированных (квантованных <...>
Спинтроника__учебное_пособие.—Эл._изд..pdf
УДК 621.382(075.8) ББК 22.31+32.844.1+32.85+32.843я73 Б82 С е р и я о с н о в а н а в 2009 г. Р е ц е н з е н т ы: кафедра физической электроники и нанотехнологий Белорусского государственного университета, чл.-корр. НАН Беларуси д-р ф.-м. н., проф. Ф. Ф. Комаров; академик НАН Беларуси, д-р ф.-м. н., проф. С. В. Гапоненко Борисенко В. Е. Б82 Спинтроника [Электронный ресурс] : учебное пособие / В. Е. Борисенко, А. Л. Данилюк, Д. Б. Мигас.— Эл. изд.—Электрон. текстовые дан. (1 файл pdf : 232 с.).—М. : Лаборатория знаний, 2017.—(Учебник для высшей школы).—Систем. требования: Adobe Reader XI ; экран 10". ISBN 978-5-00101-538-3 В данном учебном пособии обобщены теоретические представления и фундаментальные закономерности явлений, лежащих в основе спинтроники. Также рассмотрены принципы функционирования и конструкции спинтронных элементов и систем для обработки информации. Издание подготовлено на основе материала курса лекций и практических занятий, проводимых по дисциплине «Спинтроника» для студентов первой ступени высшего образования и магистрантов, обучающихся по специальностям «Микро- и наноэлектронные технологии и системы», «Квантовые информационные системы», «Нанотехнологии и наноматериалы (в электронике)» в Белорусском государственном университете информатики и радиоэлектроники. Для студентов и магистрантов учреждений высшего образования по специальностям микро- и наноэлектронной техники, а также для всех интересующихся новейшими материалами и электронными технологиями. УДК 621.382(075.8) ББК 22.31+32.844.1+32.85+32.843я73 Деривативное электронное издание на основе печатного аналога: Спинтроника : учебное пособие / В. Е. Борисенко, А. Л. Данилюк, Д. Б. Мигас.—М. : Лаборатория знаний, 2017.—229 с. : ил.—(Учебник для высшей школы).—ISBN 978-5-906828-49-1. В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации ISBN 978-5-00101-538-3 ○c Лаборатория знаний, 2017
Стр.3
ОГЛАВЛЕНИЕ Об авторах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 Глава 1. Спин электронов, ядер и атомов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10 1.1. Спин квантовых частиц . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10 1.2. Разрешенные энергетические состояния электронов в твердом теле . . . . . . . . . .14 1.3. Обменное взаимодействие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17 1.4. Спин-орбитальное взаимодействие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22 1.5. Электронно-ядерное спиновое взаимодействие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26 1.6. Взаимосвязь между спиновыми взаимодействиями и магнитными свойствами твердых тел . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29 Глава 2. Магнитные и спиновые свойства объемных материалов, тонких пленок и наноразмерных частиц . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37 2.1. Классификация материалов по их магнитным свойствам . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37 2.2. Параметры, характеризующие магнитные и спиновые свойства материалов . . .44 2.3. Магнитные проводящие материалы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48 2.4. Магнитные полупроводники . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50 2.5. Диэлектрики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55 2.6. Тонкие пленки магнитных материалов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58 2.7. Наноразмерные частицы из магнитных материалов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62 Глава 3. Спиновые эффекты в твердотельных структурах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .70 3.1. Гигантское магнитосопротивление . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .70 3.2. Туннельное магнитосопротивление . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76 3.3. Передача спинового момента от свободных носителей заряда магнитным атомам . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .83 3.4. Спиновый эффект Холла . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .86 3.5. Тепловые спиновые эффекты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .90 3.6. Эффект Кондо . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .97 Глава 4. Инжекция спин-поляризованных носителей заряда в твердотельные структуры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .102 4.1. Инжекция через невыпрямляющий контакт . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .103
Стр.4
4 Содержание 4.2. Туннелирование через потенциальный барьер . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .109 4.3. Спиновая фильтрация носителей заряда с использованием низкоразмерных структур . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113 Глава 5. Перенос спин-поляризованных носителей заряда в полупроводниках . . . .116 5.1. Изменение ориентации спина электронов по механизму Эллиотта–Яфета . . . .117 5.2. Изменение ориентации спина электронов по механизму Дьяконова–Переля . .122 5.3. Изменение ориентации спина электронов по механизму Бира–Аронова–Пикуса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .124 5.4. Изменение ориентации спина электронов в результате их сверхтонкого взаимодействия с ядрами атомов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .127 5.5. Эффективность проявления механизмов релаксации спина электронов в полупроводниках . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .133 5.6. Особенности релаксации спина электронов в низкоразмерных структурах . . .138 Глава 6. Определение спиновых характеристик свободных носителей заряда в твердотельных структурах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .143 6.1. Оптические методы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .143 6.2. Электрические методы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .156 Глава 7. Элементы обработки информации на спиновых эффектах . . . . . . . . . . . . . .163 7.1. Датчики магнитных полей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .163 7.2. Считывающая магнитная головка на эффекте гигантского магнитосопротивления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .168 7.3. Спиновые транзисторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .169 7.4. Энергонезависимая память на эффекте гигантского магнитосопротивления . .179 7.5. Энергонезависимая память на основе спин-зависимого туннелирования . . . . .181 7.6. Спиновая логика . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .188 Глава 8. Квантовая обработка информации с использованием спинов ядер атомов и электронов в твердотельных структурах . . . . . . . . . . . . . . . .193 8.1. Основы квантовой обработки информации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .194 8.2. Квантовый бит информации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .195 8.3. Квантовый компьютер . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .201 8.4. Материалы элементов для квантовой обработки информации на спинах электронов и ядер атомов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .204 8.5. Элементы для квантовой обработки информации на спинах ядер атомов . . . . .210 8.6. Элементы для квантовой обработки информации на спинах электронов в квантовых точках . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .216 Рекомендуемая литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .223 Обозначения и величины наиболее часто встречающихся фундаментальных констант . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .224 Предметный указатель . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .225
Стр.5