9360-0218/04 – Spintronika (SPI)

Garantující katedraCentrum nanotechnologiíKredity10
Garant předmětudoc. Dr. Mgr. Kamil PostavaGarant verze předmětudoc. Dr. Mgr. Kamil Postava
Úroveň studiapostgraduálníPovinnostpovinně volitelný typu B
RočníkSemestrzimní + letní
Jazyk výukyangličtina
Rok zavedení2020/2021Rok zrušení
Určeno pro fakultyUSP, FMTUrčeno pro typy studiadoktorské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
FOR068 Ing. Tibor Fördös, Ph.D.
POS40 doc. Dr. Mgr. Kamil Postava
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zkouška 20+0
kombinovaná Zkouška 20+0

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

Kombinovaná forma (platnost od: 2020/2021 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zkouška Zkouška  
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2020/2021 (P0719D270003) Nanotechnologie P angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2020/2021 (P0719D270003) Nanotechnologie K angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku