Основы спинтроники (10-й семестр)

Основы спинтроники
Лектор:д.ф.-м.н., профессор. Ведяев Анатолий Владимирович
(кафедра магнетизма физического факультета МГУ)
Код курса
Статус:
Аудитория:
Специализация:
Семестр:
Трудоемкость:
Лекций:
Семинаров:
Практ. занятий:
Отчетность:
Начальные
компетенции:
Приобретенные
компетенции:
Обязательный
специальная
Физика
магнитных
явлений,
Наномагнетизм
10
2 з.e.
32ч.
нет.
нет
экзамен
C- ПК-1, С-ПК-2
Аннотация курса
Цель лекционного курса состоит в
приобретении
знаний
об
особенностях
спин –зависящего
транспорта
в
многослойных
магнитных
наноструктурах
и
знакомство
с
основными
закономерностями
эффектов
гигантского магнитосопротивления
и
туннельного
сопротивления,
широко используемых в развитии
современной
сверхплотной
магнитной записи, в создании новых
элементов
микроэлектроники
и
спинтроники.
C- ПК-3, С-ПК-4
Приобретаемые навыки
и умения
В результате освоения дисциплины обучающийся
должен знать основные закономерности спин –
зависящего транспорта в многослойных магнитных
металлических и туннельных структурах, иметь
представление о возможностях использования
изучаемых эффектов в устройствах хранения и
передачи информации.
Обязательные
технологии
Курс имеет электронную версию для презентации.
Лекции читаются с использованием современных
мультимедийных возможностей и проекционного
оборудования
Курс
является
теоретическим
базисом
к
дисциплинам специализации “ Наномагнетизм “
Логическая и
содержательнометодическая
взаимосвязь с другими
частями ООП
Дисциплины и
практики, для которых
освоение данного курса
необходимо как
предшествующего
Основные учебные
Научно-исследовательская работа, курсовая работа,
дисциплины “Физические основы современной
магнитной записи” и “Методы исследования
физических свойств наноструктур”
пособия,
обеспечивающие курс
Основные учебнометодические работы,
обеспечивающие курс 1.
Основные научные
статьи, обеспечивающие
курс
1.
1. Спин – зависящий транспорт в низкоразмерных
магнитных структурах, Препринт лекций каф.
Магнетизма МГУ, 2011г, 124 стр.
2. Г.Эренрайх, Л. Шварц, Электронная структура
сплавов, Изд. «Мир» (1979), 200с.
3. А.А. Абрикосов, Основы теории металлов, Изд.
«Наука» 1987г., 519с.
1. A.V. Vedyayev, B. Dieny, N. Ryzhanova,Quantum
theory of giant magnetoresistance of spin-valve
sandwiches, Europh. Lett. 19 (1992) pp.329-341.
2. I.Zutic, J. Fabian, S.D. Sarma, Spintronics:
Fundamentals and applications, Rev. Mod. Phys. 76
(2004) pp. 323-410
3. M.D. Stiles, A. Zagwill, Anatomy of spin-transfer
torque, Phys. Rev. B 66 (2002) pp. 014407-1 -14
3. J.C. Slonczewski, Conductance and exchange
coupling of two ferromagnets separated by a
tunneling barrier, Phys. Rev. B. 39 (1989) pp.
6995- 7002
2.
Программное
обеспечение и ресурсы в
Интернете
Контроль успеваемости
Фонды оценочных
средств
.
http://magn.ru
Промежуточная аттестация проводится на 8 неделе
в форме коллоквиума с оценкой. Критерий
формирования оценки – уровень знаний пройденной
части курса
Текущая аттестация проводится еженедельно.
Критерии формирования оценки – посещаемость
занятий, активность студентов на лекциях, уровень
ответов на вопросы лектора во время лекции
Контрольные вопросы для промежуточной и
текущей аттестации, задачи для промежуточной
аттестации, вопросы и задачи к зачетам и экзамену,
темы докладов и рефератов
Структура и содержание дисциплины
Раздел
Неделя
1-3
Кинетическое уравнение Больцмана
Упругие и неупругие механизмы рассеяния. Вычисление
температурной
и
концентрационной
зависимостей
электропроводности .Особенности электропроводности тонких
пленок. Понятие
размерных эффектов
и их роль в
электропроводности тонких пленок.
4-6
Особенности электронного транспорта в ферромагнитных
металлах
Двухтоковая модель электронного транспорта. Особенности
электронной структуры и роль s-d рассеяния в электропроводности
ферромагнитных металлов. Понятие функций Грина и формализма
Кубо для расчета транспортных свойств металлов. Учет упругого
рассеяния в приближении когерентного потенциала.
7-9
Эффект гигантского магнитосопротивления в многослойных
магнитных металлических наноструктурах
Открытие гигантского
магнитосопротивления (ГМС) в
сверхрешетке Fe/Cr . Спин – вентильные структуры
и их
использование в сенсорных устройствах записи и считывания
информации. Теория ГМС для двух геометрий: ток в плоскости
слоев и ток перпендикулярный плоскости слоев.
Эффект туннельного магнитосопротивления в многослойных
магнитных наноструктурах с изолирующим барьером.
Перспективы использования магнитных структур с туннельным
барьером для создания сверхплотной оперативной магнитной
памяти. Теория спин – зависящего туннелирования и эффект
туннельного
магнитосопротивления.
Резонансное
туннелирование при наличии квантовых ям внутри барьера.
Эффект кулоновской блокады при наличии внутрибарьерных
примесей.
10-13
Явление спинового крутящего момента в спин – зависящем
транспорте.
Угловая зависимость спин – зависящего тока при неколлинеарной
конфигурации намагниченностей многослойной наноструктуры.
Возникновение крутящего спинового момента и возможность
изменения магнитной конфигурации при протекании тока
критической плотности.
14