Fenomene dependente de spin S=1/2 ale fermionilor în nanostructuri și nanoelemente magnetice

Titlul original:

Spin S=1/2 Dependent Phenomena of Fermions in Magnetic Nanostructures & Nanoelements

Conținutul cărții:

Împrăștierea fermionilor cu jumătate de spin în sistemele multistrat care conțin nanoelemente magnetice este o cale largă de dezvăluire a proprietăților de transport ale materialelor, cum ar fi conductanța, rezistența coerentă și polarizarea de spin a curentului electric. Împrăștierea dependentă de spin este, de asemenea, un instrument de diagnosticare pentru studiul structurilor magnetice ale elementelor magnetice în sine.

Din punct de vedere teoretic, soluționarea problemei de împrăștiere unidimensională se reduce la problema matricei de transfer a undelor polarizate prin spin pe un sistem format din bariere potențiale finite, caracterizate prin vectori de magnetizare clasici. Combinația acestora împreună cu vectorul de polarizare de spin al undei incidente formează un sistem de alocate general coliniar și, în unele cazuri, necoplanar față de direcțiile interfeței. Ca urmare, sistemul devine mai complex și mai bogat cu grade suplimentare de libertate.

Caracteristicile de transport și magnetice sunt substanțial dependente de aceste grade de libertate și, în multe cazuri, permit guvernarea acestora. De exemplu, considerăm un sistem format din două bariere cu magnetizări necoliniare.

Se demonstrează că acesta posedă proprietățile „spintronice” de bază; acestea includ o magnetorezistență uriașă și un efect de supapă. Pe lângă aceasta, este posibil un efect similar celui cunoscut în optică sub denumirea de efect Malus. În sistemul cu bariere multiple, se pot adăuga și alte grade de libertate, cum ar fi raportul dintre lungimile diferitelor „domenii magnetice”, care este extrem de important pentru controlul efectelor de interferență cuantică.

Sistemele descrise sunt interesante din punctul de vedere al posibilității de a proiecta nanodispozitive cu proprietăți predeterminate, precum și al posibilității de a regla aceste proprietăți datorită gradelor suplimentare de libertate. Pentru a studia aceste sisteme, se realizează generalizarea cunoscutei metode a matricei de transfer pentru sistemele necoliniare.