653-3163/01 – Nanosenzory a spintronika (NaS)
| Garantující katedra | Katedra materiálového inženýrství a recyklace | Kredity | 4 |
| Garant předmětu | doc. Dr. Mgr. Kamil Postava | Garant verze předmětu | doc. Dr. Mgr. Kamil Postava |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinně volitelný typu B |
| Ročník | 2 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2023/2024 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | FMT | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Modifikovat a rekonstruovat matematické modely pro popis šíření elmag vln v nanostrukturách.
Formulovat základní fyzikální principy v senzorice a spintronice.
Posoudit a predikovat aplikační možnosti.
Vyučovací metody
Přednášky
Cvičení (v učebně)
Anotace
Předmět vychází ze současného stavu rychle se rozvíjejícího oboru spintroniky, t.j. elektroniky využívající spin elektronu. Předmět pokrývá velkou část směrů současné spintroniky. Studenti budou uvedeni do problematiky relativistické kvantové mechaniky, která je základem spintroniky a budou seznámeni s popisem spinového momentu hybnosti. Předmět dále zahrnuje popis šíření spinového proudu v nanostrukturách a principy generace spinové akumulace. Dále jsou diskutovány nejdůležitější magnetoresistentní jevy (AMR, GMR, TMR) a vliv magnetického momentu spinového proudu na magnetický stav materiálu. Následuje popis dalších spinových jevů, spin Hallův jev, Rashbův jev a úvod do spintroniky polovodičů.
Povinná literatura:
Teruya Shinjo (Editor), Nanomagnetism and Spintronics, Elsevier (2009).
S. Maekawa, Concepts in spin-electronics, Oxford University Press (2006).
F.J. Jedema, PhD. thesis, University of Groningen, The Netherlands (2002).
T. Yang, T. Kimura and Y. Otani, Giant spin-accumulation signal and pure spin-current-induced reversible magnetization switching, Nature Physics 4, 851 (2008).
Doporučená literatura:
A. C. Grimes, E. C. Dickey, M.V. Pishko.: Encyclopedia of Sensors, American Scientific Publishers, 10 dílů, ISBN: 1-59883-056-X, 2005.
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
E-learning
Další požadavky na studenta
Pochopení základních jevů spinového transportu, spintroniky a senzorů.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
1. Speciální teorie relativity, Maxwellovy rovnice, Minkowského časoprostor, elektromagnetický tenzor
2. Orbitální a spinový moment hybnosti, spinové operátory, Pauliho matice, spin-orbitální interakce
3. Spinová akumulace a spinový proud, Valet-Fertova teorie
4. Laterální spinový transport, spinová injekce, elektrická detekce spinového proudu
5. Anizotropní magnetorezistence (AMR), obří magnetorezistence (GMR), tunelovací magnetorezistence (TMR)
6. Spin-transfer torque (STT), spin pumping, doménové stěny
7.-8. Spintronická zařízení, magnetorezistivní paměti (MRAM)
9.-10. Hallův jev, anomální Hallův jev, spinový Hallův jev
11.-12. Materiály pro spintroniku, polokovy, Heuslerovy slitiny
13. Spinová difuzní délka, Rashbův jev
Podmínky absolvování předmětu
Podmínky absolvování jsou definovány pouze pro konkrétní verzi předmětu a formu studia
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.