Спинтроника

В данном учебном пособии обобщены теоретические представления и фундаментальные закономерности явлений, лежащих в основе спинтроники. Также рассмотрены принципы функционирования и конструкции спинтронных элементов и систем для обработки информации. Издание подготовлено на основе материала курса лекций и практических занятий, проводимых по дисциплине "Спинтроника" для студентов первой ступени высшего образования и магистрантов, обучающихся по специальностям "Микро- и наноэлектронные технологии и системы", "Квантовые информационные системы", "Нанотехнологии и наноматериалы (в электронике)" в Белорусском государственном университете информатики и радиоэлектроники.Для студентов и магистрантов учреждений высшего образования по специальностям микро- и наноэлектронной техники, а также для всех интересующихся новейшими материалами и электронными технологиями

Возникшее в конце 60-х - начале 70-х годов прошлого столетия новое направление физики и химии твёрдого тела - физико-химия низкоразмерных проводящих твёрдых тел - достигло в настоящее время высокого уровня развития, что позволяет уже сейчас широко использовать подобные объекты в современной микро- и нано-электронике и спинтронике. Материалами современной электроники и спинтроники являются неорганические и комплексные соединения (комплексы Малатесты-Канзиани, соли Кроггманна, олефиндитиолатные комплексы, в том числе комплексы dm), органические соединения (комплексы с переносом заряда, ион-радикальные соли), органические и неорганические полимеры. Данная монография обобщает полученные к настоящему времени данные, представляющие значительный интерес с точки зрения теории твёрдого тела (фазовые переходы металл-диэлектрик, переходы в состояния с волнами зарядовой и/или спиновой плотности, низкоразмерные магнетики, нелинейно-оптические явления, ферроэлектрические свойства, хиральные магнетики, магнитно-хиральный дихроизм)

Обсуждаются принципы работы полупроводниковых устройств спиновой электроники. Они основываются на особенностях строения электронной и магнитной структур ферромагнитных полупроводников (ФП) и немагнитных широкозонных полупроводников (П). Рассмотрены модели реализации спинового токопереноса в контактах ФП/П на один из зеемановских электронных уровней в запрещенной зоне энергий немагнитного полупроводника. Приводятся результаты экспериментальных исследований подобных структур, в том числе, структур с участием композита на основе монооксида европия, свидетельствующие о возможности создания на их основе твердотельных спинтронных устройств для миллиметровой и субмиллиметровой спектроскопии твердого тела, а также элементов квантовых устройств спиновой информатики, способных работать при комнатных температурах

Приведены основные сведения об электрических и магнитных свойствах твердых тел. Рассмотрены физические основы работы твердотельных устройств. Изложены физические процессы управления поведением электронов в твердых телах. Пособие предназначено для студентов старших курсов и аспирантов, а также для всех интересующихся новейшими материалами и электронными технологиями

В монографии обобщены и систематизированы имеющиеся достижения в исследованиях классического магнитного полупроводника — монооксида европия. В хронологическом порядке излагаются все пройденные этапы изучения его выдающихся электронных и магнитных характеристик, особенности их проявления во внешних полях в зависимости от нестехиометрии, степени легирования, как в монокристаллическом, так и в компактном, и тонкопленочном состояниях. Особое внимание уделено возможности нетрадиционного для магнитного полупроводника использования этого монооксида или его твердых растворов (композитов) в деле создания структур спиновой электроники. Как сверхпроводящей, в том числе, и высокотемпературной, так и способной работать в нормальных условиях. Для научных работников и специалистов, занимающихся разработкой устройств полупроводниковой спиновой электроники и информатики, технологов и физиков-теоретиков, и магнитологов, занимающихся расчетами, разработкой и созданием устройств спиновой памяти для квантового компьютера

Монография посвящена математическому аппарату квантовой теории углового момента, систематизированному и изложенному в рамках единой системы определений и обозначений. Наряду с основными теоретическими положениями, монография содержит большое количество формул и соотношений, необходимых для расчетов в области атомной и молекулярной физики, ядерной физики и теории элементарных частиц. Представленный аппарат широко используется также при решении практических задач в области квантовой химии, физической кинетики, физики плазмы, квантовой оптики, микроэлектроники и спинтроники. Материал книги разделен на два тома. Второй том посвящен применению математического аппарата в ряде разделов классической и квантовой электродинамики, в частности в квантовой теории излучения и рассеяния электромагнитных волн и релятивистских частиц с детальным рассмотрением угловых и поляризационных эффектов

В монографии рассматривается математический аппарат квантовой теории углового момента, собранный и систематизированный в рамках единой системы определений и обозначений. Наряду с основными теоретическими положениями, издание содержит большое количество формул и соотношений, важных для решения практических задач в области квантовой химии, кинетики и физики плазмы, квантовой оптики, микроэлектроники и спинтроники. Кроме того, в монографию включены ключевые приложения к другим областям физики и химии. Издание представлена двумя томами. Первый том включает D-функции Вигнера, шаровые тензоры, 3nj-символы, унифицированные правила графической техники, в т.ч. базисные элементы и графическое представление стандартных функций и основных операций. Второй том посвящен применению математического аппарата в избранных разделах классической и квантовой электродинамики: классический и квантовый ротаторы, теория мультиполей, квантовая теория излучения и рассеяния электромагнитных волн и релятивистких частиц, тонкие и сверхтонкие взаимодействия

Учебное пособие является частью курса общей физики для специальной ее области (физики конденсированного состояния). Руководство предполагает знания в пределах программ по физике и математике первых двух курсов технического университета, в частности, классической механики и термодинамики, основ электромагнитной теории (уравнения Максвелла) и начал статистической физики • В курсе рассматриваются основные физические свойства конденсированных сред - металлов, полупроводников, магнетиков, сверхпроводников, а также ряд важных явлений в неупорядоченных средах • Автор счел важным включить и такие специальные темы, как основы физики полупроводниковых гетероструктур и мемристоров, разбор явлений в неоднородных средах, идеи спинтроники и физики полимеров, понятие о различных переходах металл-изолятор, идеи, относящиеся к строению жидкостей, представление об электрических шумах и многое другое