Spin S=1/2 Dependent Phenomena of Fermions in Magnetic Nanostructures & Nanoelements
Die Streuung von Spin-Halbfermionen in Mehrschichtsystemen, die magnetische Nanoelemente enthalten, ist ein breiter Weg, um Transporteigenschaften von Materialien wie Leitfähigkeit, kohärenten Widerstand und die Spinpolarisation des elektrischen Stroms zu ermitteln. Die spinabhängige Streuung ist auch ein Diagnoseinstrument für die Untersuchung der magnetischen Strukturen der magnetischen Elemente selbst.
Aus theoretischer Sicht reduziert sich die Lösung des eindimensionalen Streuproblems auf das Transfermatrixproblem der spinpolarisierten Wellen in einem System, das aus endlichen Potentialbarrieren besteht, die durch klassische Magnetisierungsvektoren gekennzeichnet sind. Ihre Kombination zusammen mit dem Vektor der Spinpolarisation der einfallenden Welle bildet ein System, das im Allgemeinen kollinear und in einigen Fällen nicht koplanar zu den Grenzflächenrichtungen ist. Dadurch wird das System komplexer und mit zusätzlichen Freiheitsgraden angereichert.
Die Transport- und magnetischen Eigenschaften hängen wesentlich von diesen Freiheitsgraden ab und erlauben in vielen Fällen deren Steuerung. Betrachten wir zum Beispiel ein System, das aus zwei Barrieren mit nicht-kollinearen Magnetisierungen besteht.
Es wird gezeigt, dass es die grundlegenden „spintronischen“ Eigenschaften besitzt; dazu gehören ein riesiger Magnetowiderstand und ein Ventileffekt. Außerdem ist ein ähnlicher Effekt möglich, wie er in der Optik als Malus-Effekt bekannt ist. Im System mit mehreren Barrieren können auch andere Freiheitsgrade hinzugefügt werden, wie das Verhältnis der Längen verschiedener „magnetischer Domänen“, was für die Kontrolle von Quanteninterferenzeffekten äußerst wichtig ist.
Die beschriebenen Systeme sind unter dem Gesichtspunkt interessant, dass man Nanobauteile mit vorbestimmten Eigenschaften entwerfen und diese Eigenschaften aufgrund der zusätzlichen Freiheitsgrade einstellen kann. Zur Untersuchung dieser Systeme wird eine Verallgemeinerung der bekannten Transfer-Matrix-Methode für nicht-kollineare Systeme durchgeführt.
| ISBN: | 9781536102765 |
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| Einband: | Taschenbuch |
| Erscheinungsjahr: | 2017 |
| Seitenzahl: | 115 |
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