9360-0171/01 – Nanosenzory a spintronika (NaS)

Garantující katedraCentrum nanotechnologiíKredity3
Garant předmětudoc. Dr. Mgr. Kamil PostavaGarant verze předmětudoc. Dr. Mgr. Kamil Postava
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný typu A
Ročník2Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2018/2019Rok zrušení
Určeno pro fakultyFMT, USPUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
POS40 doc. Dr. Mgr. Kamil Postava
STE0037 Ing. Ondřej Stejskal
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+1

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. Valet and A. Fert, Theory of the perpendicular magnetoresistance in magnetic multilayers, Phys. Rev. B 48, 7099 (1993). 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. P. Strange, Relativistic Quantum Mechanics, Cambridge University Press 1998.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta: Zápočtový test (40b) Zkouška (60b)

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 14. Opakování

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2018/2019 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100  51
        Zápočet Zápočet  
        Zkouška Zkouška  
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2021/2022 (N0719A270002) Nanotechnologie F1 P čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán
2020/2021 (N0719A270002) Nanotechnologie F1 P čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán
2019/2020 (N3942) Nanotechnologie (3942T001) Nanotechnologie P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2019/2020 (N0719A270002) Nanotechnologie F1 P čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán
2018/2019 (N3942) Nanotechnologie (3942T001) Nanotechnologie P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku