9360-0218/03 – Spintronika (SPI)
| Garantující katedra | Centrum nanotechnologií | Kredity | 10 |
| Garant předmětu | doc. Dr. Mgr. Kamil Postava | Garant verze předmětu | doc. Dr. Mgr. Kamil Postava |
| Úroveň studia | postgraduální | Povinnost | povinně volitelný typu B |
| Ročník | | Semestr | zimní + letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2020/2021 | Rok zrušení | 2024/2025 |
| Určeno pro fakulty | USP, FMT | Určeno pro typy studia | doktorské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Hlavním cílem předmětu je pochopit teorii a aplikace spinového transportu a spinové elektroniky.
Vyučovací metody
Přednášky
Individuální konzultace
Anotace
Předmět vychází ze současného stavu rychle se rozvíjejícího oboru spintroniky, t.j. elektroniky využívající spin elektronu. Předmět pokrývá většinu důležitých směrů současné spintroniky. Předmět začíná definicí spinově-polarizovaného proudu a spinové akumulace. Poté je uveden generace spinově polarizovaného proudu v nemagnetických materiálech, jak pomocí spinové injekce, tak pomocí spin-pumping. Dále jsou diskutovány nejdůležitější magnetoresistivní jevy (AMR, GMR, TMR), stejně tak jako spinový moment (spinový transfer). Následuje několik prototypových příkladů použití těchto jevů v laterálních systémech a v průmyslových aplikacích. Závěrem je stručný úvod do spin-kalorimetrie a do materiálů používaných ve spintronice.
Povinná literatura:
T. Shinjo (Editor), Nanomagnetism and Spintronics, Elsevier 2009
S. Maekawa, Concepts in spin-electronics, Oxford University Press 2006
C. C. Tanouji, Mechanique quantique (Quantum mechanics), Hermann
S. Bandyopadhyay, M. Cahay, Introduction to Spintronics, CRC Press 2015
Doporučená literatura:
Felser, C., Fecher, G. H. (Eds.), Spintronics, Springer 2013
Schäpers, T., Semiconductor Spintronics, De Gruyter Textbook, 2016
F.J. Jedema, PhD. thesis, University of Groningen, The Netherlands 2002
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Konzultace, ústní zkouška.
E-learning
Další požadavky na studenta
Pochopení základů spintroniky a spintronických aplikací.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
1. Kvantový popis elektronu (vlnová funkce, princip neurčitosti, tunelování). Orbitální a spinový moment elektronu, Pauliho matice.
2. Elektron v pevné látce. Fermiho hladina, Fermi-Diracova distribuce. Difuzní a balistický transport elektronu.
3. Spinová akumulace a spinově polarizovaný proud. Injekce spinově polarizovaného proudu z ferromagnetických do dia/para-magnetických materiálů.
4. Magnetoresistivní jevy (AMR, GMR, TMR).
5. Generace spinového proudu pomocí spin-pumping. Základy dynamiky magnetizace (FMR resonance, Landau-Lifschitz rovnice) za přítomnosti spinově-polarizovaného proudu.
6. Zařízení využívající spin-polarizovaného proudu (GMR-TMR head, hard-disk, MRAM paměti, race track memory, spinové oscilátory).
7. Spin-Hallův jev. Inverzní spin-Hallův jev. Spinová kalorimetrie. Generace spinového proudu gradientem teploty.
8. Spinový proud v kovech, polovodičích a organických materiálech. Materiály pro spintroniku, Rashba efekt.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.