본문 바로가기

스핀트로닉스

교환 상호작용(exchange interaction) 정의상 가정 자기장(magnetic field)_비오-샤바르법칙(Biot Savart Law)_자석_패러데이 유도법칙 spin in quantum mechanics 격자(lattice) 내용상 가정 스핀 가 공간상에서 매우 천천히 변화한다. (연속체 continuum 가정) 공식 , 단위 응용 magnetic material_강반자성AFM(antiferromagnetic), 강자성FM(ferromagnetic), paramagnetic, diamagnetic, 자화에너지 ↑파란 박스의 글자를 클릭하시면 가정과 응용으로 넘어 가실 수 있습니다!! 두 전자의 스핀이 반대방향이라면 두 전자에 작용하는 정전기적 척력인 쿨룽힘이 작아지고 같은 방향이라면 커집니다. 따라서 같은 방향이어야 에너지가 더 낮습니다. 또.. 더보기
스핀 의존 터널링(spin dependent tunneling, SDT) _spin polarization_tunneling spin polarization,TSP 정의상 가정 강자성체에서 에너지 대역(band theory in ferromagnetic) 스핀 전류(spin current)_spin polarized current(스핀 분극 전류), two current model(이중 전류 모델) the finite square well_tunneling 내용상 가정 spin이 tunneling하는 동안에는 방향이 보존됨을 가정 공식 단위 응용 터널자기접합(magnetic tunnel junction, MTJ) ↑파란 박스의 글자를 클릭하시면 가정과 응용으로 넘어 가실 수 있습니다!! 스핀 의존 터널링은 강자성체와 절연체와 어떤 물질이 붙어있을 때 spin up과 spin down으로 이루어진 전자가 강자성체에서 절연체(insulating barrier)를 뚫고 .. 더보기
터널자기저항(tunnelling magnetoresistance, TMR) 정의상 가정 스핀 의존 터널링(spin dependent tunneling, SDT) 내용상 가정 계면과 절연층의 영향 무시 공식 단위 응용 터널자기접합(magnetic tunnel junction, MTJ), ↑파란 박스의 글자를 클릭하시면 가정과 응용으로 넘어 가실 수 있습니다!! 스핀 의존 터널링(spin dependent tunneling, SDT) _spin polarization에서 터널베리어 양단의 자기적인 성질을 바꾼다면 터널링 되는 전자의 수가 바뀌는 것을 확인 할 수 있었습니다. 이렇게 전자의 수가 바뀌는 것은 다시말해 전도도가 바뀐다는 것이고 이것은 저항이 바뀐다는 말과 같습니다. 따라서 스핀 의존 터널링의 저항을 터널자기저항이라 정의합니다. 즉 스핀전자가 barrier를 뛰어넘을 때.. 더보기
스핀궤도결합(spin orbit coupling) 정의상 가정 자기장(magnetic field)_비오-샤바르법칙(Biot Savart Law)_자석_패러데이 유도법칙 내용상 가정 원자의 l>0임을 가정 공식 단위 응용 스핀홀효과(spin hall effect, SHE)라쉬바 효과 (Rashba effect)_Shubnikov-de Haas oscillation (SdH oscillation) ↑파란 박스의 글자를 클릭하시면 가정과 응용으로 넘어 가실 수 있습니다!! 자기장(magnetic field)_비오-샤바르법칙(Biot Savart Law)_자석_패러데이 유도법칙에서는 물질에서 나오는 자기장은 원자에서 전자의 공전(궤도운동)과 자전(스핀)에 의해 발생한다고 했습니다. 물질내에서 이 두가지로 자기장이 생기는 구나~ 라며 넘어갈 수도 있지만, 다시생.. 더보기
spin flip scattering(스핀 반전 산란)_spin orbit scattering 정의상 가정 spin orbit coupling 연속방정식(Continuity Equation) 스핀파(spin wave) magnetic material_강반자성AFM(antiferromagnetic), 강자성FM(ferromagnetic), paramagnetic, diamagnetic 내용상 가정 공식 단위 응용 자기저항_거대자기저항(GMR)_터널자기저항(TMR)(참고로 스핀 반전 산란은 아래와 같은 원리때문에 자기저항에 좋지 않은 영향을 줍니다.) ↑파란 박스의 글자를 클릭하시면 가정과 응용으로 넘어 가실 수 있습니다!! 전자가 산란할 때, 전자의 spin 뱡향이 up에서 down으로 바뀌거나 down에서 up으로 바뀌는 것입니다. ( ) 이때, 서로 바뀌는 것이 동시에 일어나서 총 스핀은 보존됩.. 더보기
spin dependent scattering(스핀 의존 산란) 요약 강자성체와 같이 스핀이 정렬되어있는 물질을 전류가 통과할 때 전자는 산란되는데, 산란하는 과정에 electron spin의 방향은 보존이 되나, 전자가 산란되는 정도가 전자의 스핀 방향에 따라 빈도수가 다르다는 이론이다. 정의상 가정 magnetic material_강반자성AFM(antiferromagnetic), 강자성FM(ferromagnetic), paramagnetic, diamagneticspin in quantum mechanicsNearly free electron model_밴드갭(band gap)원자 내용상 가정 공식 단위 응용 스핀 전류(spin current)_spin polarized current(스핀 분극 전류), two current model(이중 전류 모델) ↑파란 박.. 더보기
스핀 전류(spin current)_spin polarized current(스핀 분극 전류), two current model(이중 전류 모델), Ballistic spin transport, Diffusive spin transport 정의상 가정 spin dependent scattering(스핀 의존 산란) 드루드 모델(Drude model)_전류(current), 전도도(conductivity), 이동도(mobility) 자기장(magnetic field)_비오-샤바르법칙(Biot Savart Law)_자석_패러데이 유도법칙 스핀파(spin wave) 키르히호프 법칙(kirchhoff's law (KVL, KCL) ) 연속방정식(Continuity Equation) 내용상 가정 전자의 스핀이 전자가 전도하는 과정에 스핀자유도가 변하지 않는다. (즉 cure temperature보다 낮은 온도를 가정한다.) 공식 단위 응용 스핀홀효과(spin hall effect, SHE) ↑파란 박스의 글자를 클릭하시면 가정과 응용으로 넘어 가실.. 더보기
interlayer magnetic coupling (층간교환상호작용) 센드위치 형태로 자성체 비자성체 자성체로 이루어진 구조에서 자성체와 자성체 사이에 상호작용하는 것으로 두 자성체의 스핀이 비자성체의 두께에 따라 평행 또는 반평행되는 것이다. 비자성 금속층으로 격리된 두 강자성층 사이의 층간교환상호작용 에너지는 강자성체/비자성 금속 계면에서 전자의 스핀에 의존하는 반사율의 차이에 의해 결정됩니다. 강자성체/비자성 금속/강자성체/반도체 구조에 적용하여 층간교환상호작용 에너지가 강자성체/비자성 금속/강자성체 계면에서 전자의 반사율뿐 아니라 강 자성체/반도체 계면에서의 반사율에도 의존합니다. 강자성체/반도체 계면에 생기는 Schottky 장벽의 높이와 두께는 인가전압으로 바꿀 수 있고, 그에 따른 전자의 반사율이 인가전압에 의해 바뀔 수 있음을 알 수 있었습니다. 결과적으로 .. 더보기