Spin Hall effect. Egy kis spintronika Spin-pálya kölcsönhatás. Miért szeretjük mégis? A spin-injektálás buktatói

Hasonló dokumentumok

ÓRIÁS MÁGNESES ELLENÁLLÁS

3. gyakorlat. Félvezető eszközök jellemzőinek vizsgálata a hőmérséklet függvényében

Szakmai zárójelentés. A F68726 projektszámú OTKA keretében végzett kutatásokról.

Lehet-e tökéletes nanotechnológiai eszközöket készíteni tökéletlen grafénból?

Atomok és fény kölcsönhatása a femto- és attoszekundumos időskálán

Stern Gerlach kísérlet. Készítette: Kiss Éva

3. (b) Kereszthatások. Utolsó módosítás: április 1. Dr. Márkus Ferenc BME Fizika Tanszék

vizsgálata többszintű modellezéssel

2010. január 31-én zárult OTKA pályázat zárójelentése: K62441 Dr. Mihály György

Ponthibák azonosítása félvezető szerkezetekben hiperfinom tenzor számításával

AZ ELEKTRON MÁGNESES MOMENTUMA. H mágneses erœtérben az m mágneses dipólmomentummal jellemzett testre M = m H forgatónyomaték hat.

Univerzalitási osztályok nemegyensúlyi rendszerekben, Ódor Géza

TÉMA ÉRTÉKELÉS TÁMOP-4.2.1/B-09/1/KMR (minden téma külön lapra) június május 31

Hibrid mágneses szerkezetek


Zitterbewegung. általános elmélete. Grafén Téli Iskola Dávid Gyula ELTE TTK Atomfizikai Tanszék

Vázlat. Bevezetés szimmetriák. Paritás (P) Kombinált töltés- és tértükrözés (CP) Ősrobbanás, CKM-mátrix, B-gyárak. Szimmetriák és sérülésük

MOLEKULÁRIS TULAJDONSÁGOK

Úton az elemi részecskék felé. Atommag és részecskefizika 2. előadás február 16.

Bevezetés a modern fizika fejezeteibe. 4. (e) Kvantummechanika. Utolsó módosítás: december 3. Dr. Márkus Ferenc BME Fizika Tanszék

Idegen atomok hatása a grafén vezet képességére

a Bohr-féle atommodell (1913) Niels Hendrik David Bohr ( )

Elektrodinamika. Maxwell egyenletek: Kontinuitási egyenlet: div n v =0. div E =4 div B =0. rot E = rot B=

Laptop: a fekete doboz

BŐVÍTETT TEMATIKA a Kondenzált anyagok fizikája c. tárgyhoz

Erős terek leírása a Wigner-formalizmussal

WOLFGANG PAULI ÉS AZ ANYAGTUDOMÁNY KROÓ NORBERT MAGYAR TUDOMÁNYOS AKADÉMIA ÓBUDAI EGYETEM,

2015/16/1 Kvantummechanika B 2.ZH

2. (d) Hővezetési problémák II. főtétel - termoelektromosság

Az időtől független Schrödinger-egyenlet (energia sajátértékegyenlet), A Laplace operátor derékszögű koordinátarendszerben

Grafén sávszerkezetének topológiai átalakulásai

Beszámoló OTKA T Nanoelektronikia kvantum-eszközök tér-idő dinamikájának szimulációja környezeti hatások figyelembevételével

MUNKATERV / BESZÁMOLÓ

dinamikai tulajdonságai

Miért vonzza a vegyészt a mágnes? Németh Zoltán, Magkémiai Laboratórium, ELTE Alkímia ma

A grafén fizikája. Cserti József. ELTE, TTK Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék

Kvarkok. Mag és részecskefizika 2. előadás Február 23. MRF2 Kvarkok, neutrínók

2, = 5221 K (7.2)

Atommagok alapvető tulajdonságai

A spin. November 28, 2006

9. évfolyam. Osztályozóvizsga tananyaga FIZIKA

BIOFIZIKA. Metodika- 4. Liliom Károly. MTA TTK Enzimológiai Intézet

Geometriai fázisok és spin dinamika. Zaránd Gergely Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Az BF61726 számú, Nem egyensúlyi spin transzport és korrelációk nanostruktúrákban című OTKA projekt zárójelentése

Correlation & Linear Regression in SPSS

Elektromos vezetési tulajdonságok

Magszerkezet modellek. Folyadékcsepp modell

FIZIKA II. Dr. Rácz Ervin. egyetemi docens

Correlation & Linear Regression in SPSS

Radiokémia vegyész MSc radiokémia szakirány Kónya József, M. Nagy Noémi: Izotópia I és II. Debreceni Egyetemi Kiadó, 2007, 2008.

Hol hallod a sz hangot?

Koherens lézerspektroszkópia adalékolt optikai egykristályokban

Miskolci Egyetem Gazdaságtudományi Kar Üzleti Információgazdálkodási és Módszertani Intézet. Correlation & Linear. Petra Petrovics.

Femtoszekundumos felületi plazmonok által keltett elektronnyalábok vizsgálata

Szilárdtestek el e ek e tr t o r n o s n zer e k r ez e et e e t

Periódusosság. 9-1 Az elemek csoportosítása: a periódusostáblázat

Spin és elektron transzport különböző félvezető heterostruktúrákban mágneses és elektromos tér jelenlétében

Alapvető bimolekuláris kémiai reakciók dinamikája

Van-e a vákuumnak energiája? A Casimir effektus és azon túl

Részecskék hullámtermészete

Műszertechnikai és Automatizálási Intézet MÉRÉSTECHNIKA LABORATÓRIUMI MÉRÉSEK ÚTMUTATÓ

Spin relaxáció elméleti alapjainak és alkalmazásainak vizsgálata

Bevezetés a viselkedési piacelméletbe

Normális, szimmetriasértő és szimmetriát nem sértő, mégsem normális elektronrendszerek szilárd testekben Sólyom Jenő MTA Wigner FK és ELTE

Analitikai szenzorok második rész

Magfizika szeminárium

Mágnesség és elektromos vezetés kétdimenziós

NANOELEKTRONIKA JEGYZET MIZSEI JÁNOS RÉSZEIHEZ

FIZIKA II. Az áram és a mágneses tér kapcsolata

Mágneses monopólusok?

MÁGNESESSÉG. Türmer Kata

-2σ. 1. A végtelen kiterjedésű +σ és 2σ felületi töltéssűrűségű síklapok terében az ábrának megfelelően egy dipól helyezkedik el.

Alkalmazott spektroszkópia Serra Bendegúz és Bányai István

Tárgymutató. dinamika, 5 dinamikai rendszer, 4 végtelen sok állapotú, dinamikai törvény, 5 dinamikai törvények, 12 divergencia,

CT/MRI képalkotás alapjai. Prof. Bogner Péter

Átmenetifém-komplexek mágneses momentuma

Pótlap nem használható!

Magyar japán műszaki kutatási együttműködés az iparban: sikerek és remények

egyetemi állások a relativitáselmélet általánosítása (1915) napfogyatkozás (1919) az Einstein-mítosz (1920-tól) emigráció 1935: Einstein-Podolsky-

V e r s e n y f e l h í v á s

100% BIO Natur/Bio kozmetikumok és testápolás

Kvantummechanika gyakorlat Beadandó feladatsor Határid : 4. heti gyakorlatok eleje

KOVÁCS ENDRe, PARIpÁS BÉLA, FIZIkA II.

XXV. ELEKTROMOS VEZETÉS SZILÁRD TESTEKBEN

SZTE Elméleti Fizikai Tanszék. Dr. Czirják Attila tud. munkatárs, c. egyetemi docens. egyetemi docens. Elméleti Fizika Szeminárium, december 17.

Elektromos áram. Vezetési jelenségek

NEUTRÍNÓ DETEKTOROK. A SzUPER -KAMIOKANDE példája

DR. KOVÁCS ERNŐ ELEKTRONIKA II. (DISZKRÉT FÉLVEZETŐK, ERŐSÍTŐK) ELŐADÁS JEGYZET

Villamos tulajdonságok

Magyarkuti András. Nanofizika szeminárium JC Március 29. 1

MUNKATERV / BESZÁMOLÓ

Out-Look. Display. Analog Bar. Testing Mode. Main Parameter. Battery Indicator. Second Parameter. Testing Frequency

alapvető tulajdonságai

Magnetorezisztív jelenségek vizsgálata mágneses nanoszerkezetekben

Gyorsítók. Veszprémi Viktor ATOMKI, Debrecen. Supported by NKTH and OTKA (H07-C 74281) augusztus 17 Hungarian Teacher Program, CERN 1

Grafén és szén nanocső alapú nanoszerkezetek előállítása és jellemzése

Újpesti Bródy Imre Gimnázium és Ál tal án os Isk ola

Periódusosság. Általános Kémia, Periódikus tulajdonságok. Slide 1 of 35

lásd: enantiotóp, diasztereotóp

Átírás:

Spin Hall effect Egy kis spintronika Spin-pálya kölcsönhatás Miért nem szeretjük a spin-pálya pálya kölcsönhatást? Miért szeretjük mégis? A spin-injektálás buktatói Spin Hall effect: a kezdetek Dyakonov Perel 1971 Hirsch 1999 SOI és aszimmetrikus ik szórás: skew scattering, side jump Extrinsic vs. intrinsic origin Méréstechnikai buktatók Spin Hall effect: kísérleti igazolás Optika: Awschalom 2004, Wunderlich 2005 Nem-lokális transzport: Valenzuela & Tinkham 2006 Spin Hall effect: elméleti kitekintés SHE, AHE, OHE...

Spin mágneses térben (Zeeman effektus) Spin operátor Pauli mátrixok Mágneses momentum A spinre ható forgatónyomaték homogén mágneses térben Hamilton operátor Energia sajátértékek Zeeman felhasadás

Spin elektromos térben (Spin-pálya kölcsönhatás) Külső elektromos térben mozgó elektron a vele mozgó vonatkoztatási rendszerben egy mágneses teret is érez (Lorentz trf.): A mágneses s momentum v/c rendben n nem változik. Naivan: Precízebben: Dirac egyenlet nem-relativisztikus sorfejtésével E e - mc 2 Spin-pálya e + -mc 2 p Erős félvezetős analógia!

SOI hatása a sávszerkezetre» Nehezebb elemek erősebb gradiens az atomi potenciálokban erősebb SOI kristályokban is igaz (Si < Ge < GaAs)» SOI csökkenti a szimmetriát további degenerációk oldódnak fel (SO split-off band) Inverziós szimmetria Időtükrözési szimmetria k -kk S z -S z inverzió szimmetria nélküli zinc blende félvezetők (GaAs, InAs, InSb): Bulk Inversion Asymmetry Dresselhaus SOI 2DEG aszimmetrikus kvantumgödörben: Structure Inversion Asymmetry, Rashba SOI beépített elektromos tér a háromszög potenciál miatt, hasonlóan mint a Datta-Das tranzisztornál

Spin-orbit interaction in 2DEGs SIA BIA Built in and external electric fields Band structure and QW width k-dependent spin-orbit induced magnetic field: Parabolae shifted in k by Same for the Dresselhaus term

Spin-pálya kölcsönhatás (SOI) vs. Spintronika Miért nem szeretjük? Preferált spin irányok minden egyes k irányhoz a momentum szórások spin szórással járnak együtt gyors spinrelaxáció (információ vesztés) Miért szeretjük mégis? Alacsonyabb dimenziókban a k -tér erősen redukált a momentum szórások kisebb hányada jár spin szórással hosszabb spinrelaxációs idők A spin csatolódik a töltéshez és a momentumhoz spin manipuláció mágneses tér nélkül, tisztán kapufeszültségekkel! gyors, leskálázható Datta-Das transistor S. Datta and B. Das, APL 56, 665 (1990).

Spin injection and detection current FM-NM interface spin imbalance of the current results in a different chemical potential for the two subbands, which decays in bulk Proper handling is the Valet-Fert model, i. e. Boltzmann equation for two subbands very low efficiency for semiconductors interface spin loss F / N This is detected in the GMR experiment diffusive spin transport associated lifetime t s and length scale l s D with m S s D 1 v F lm 3 s G. Schmidt et al., PRB 62, R4790 (2000). J. Bass and W. P. Pratt Jr, J. Phys.: Condens. Matter 19, 183201 (2007)

J. E. Hirsch, PRL 83, 1834 (1999). Spin Hall effect: J. E. Hirsch, 1999 M. I. Dyakonov and V. I. Perel, Phys. Lett. 35A, 459 (1971). ~50 nv

J. E. Hirsch, PRL 83, 1834 (1999). Spin Hall effect: J. E. Hirsch, 1999 M. I. Dyakonov and V. I. Perel, Phys. Lett. 35A, 459 (1971). Kísérleti nehézségek Áram mágneses tere FM elektródák anizotróp mágneses ellenállása Hagyományos Hall effektus, AHE ~50 nv

Spin Hall effect: SOI and asymmetric spin scattering A. Crépieux and P. Bruno, PRB 64,, 014416 (2001). Skew scattering Side-jump Kvázi-klasszikus magyarázat

Spin Hall effect: experimental evidence 1 Y. K. Kato et al., Science 306, 1910 (2004).

Spin Hall effect: experimental evidence 1 Y. K. Kato et al., Science 306, 1910 (2004).

Spin Hall effect: experimental evidence 2 J. Wunderlich et al., PRL 94, 047204 (2005).

Spin Hall effect: experimental evidence 2 J. Wunderlich et al., PRL 94, 047204 (2005).

Spin Hall effect: experimental evidence 3 S. O. Valenzuela and M. Tinkham, Nature 442, 176 (2006).

Spin Hall effect: experimental evidence 3 S. O. Valenzuela and M. Tinkham, Nature 442, 176 (2006).

Recent review (cond-mat): Spin Hall effect: theory outlook