Zjawiska zależne od spinu S=1/2 fermionów w magnetycznych nanostrukturach i nanopierwiastkach

Oryginalny tytuł:

Spin S=1/2 Dependent Phenomena of Fermions in Magnetic Nanostructures & Nanoelements

Zawartość książki:

Rozpraszanie fermionów spinowo-połówkowych w wielowarstwowych układach zawierających magnetyczne nanoelementy jest szeroką drogą do ujawnienia właściwości transportowych materiałów, takich jak przewodnictwo, opór koherentny i polaryzacja spinowa prądu elektrycznego. Rozpraszanie zależne od spinu jest również narzędziem diagnostycznym do badania struktur magnetycznych samych elementów magnetycznych.

Z teoretycznego punktu widzenia, rozwiązanie jednowymiarowego problemu rozpraszania sprowadza się do problemu macierzy transferu fal spolaryzowanych spinowo na układzie składającym się ze skończonych barier potencjału, charakteryzowanych przez klasyczne wektory magnetyzacji. Ich kombinacja wraz z wektorem polaryzacji spinowej padającej fali tworzy układ przydzielonych ogólnych kolinearnych, a w niektórych przypadkach niekolinearnych do kierunków interfejsu. W rezultacie system staje się bardziej złożony i bogaty w dodatkowe stopnie swobody.

Charakterystyki transportowe i magnetyczne są w znacznym stopniu zależne od tych stopni swobody i w wielu przypadkach pozwalają na zarządzanie nimi. Rozważmy na przykład układ składający się z dwóch barier o nieliniowym namagnesowaniu.

Wykazano, że posiada on podstawowe właściwości „spintroniczne”; obejmują one gigantyczny magnetoopór i efekt zaworu. Oprócz tego możliwy jest efekt podobny do tego znanego w optyce jako efekt Malusa. W układzie wielobarierowym można dodać również inne stopnie swobody, takie jak stosunek długości różnych „domen magnetycznych”, co jest niezwykle ważne dla kontroli kwantowych efektów interferencyjnych.

Opisane układy są interesujące z punktu widzenia możliwości projektowania nanourządzeń o z góry określonych właściwościach, a także możliwości dostrajania tych właściwości dzięki dodatkowym stopniom swobody. W celu zbadania tych układów przeprowadzono uogólnienie dobrze znanej metody macierzy transferu dla układów nieliniowych.