اسپینترونیک؛ مبانی و کاربردها

این کتاب مروری بر اسپینترونیک دارد، از جمله اسپینترونیک چیست؟؛ چرا به اسپینترونیک نیاز داریم؟؛ مزایا و معایب مقایسه‌ای اسپینترونیک و الکترونیک؛ تلاش‌های تحقیقاتی انجام شده بر روی اسپینترونیک؛ مکانیک کوانتومی اسپین؛ دینامیک گشتاورهای مغناطیسی: معادله لاندائو-لیفشیتز-گیلبرت؛ شکاف باند وابسته به اسپین در مواد فرومغناطیس؛ عملکرد «اسپین» در اسپینترونیک؛ شاخه‌های مختلف اسپینترونیک و غیره. برخی از مفاهیم مهم در مورد عناصر اساسی اسپینترونیک در اینجا مورد بحث قرار گرفته است، مانند – قطبش اسپین، اثر فیلتر اسپین، تولید و تزریق اسپین، تجمع اسپین، انواع مختلف پدیده‌های واهلش اسپین، شیر اسپین، استخراج اسپین، اثر هال اسپین، اثر سیبک اسپین، مکانیسم اندازه‌گیری جریان اسپین، مقاومت مغناطیسی و انواع مختلف آن و غیره. مفهوم مقاومت مغناطیسی غول‌پیکر (GMR)، انواع مختلف GMR، توضیح کیفی و کمی GMR با استفاده از نظریه شبکه مقاومت در اینجا ارائه شده است. مقاومت مغناطیسی تونلی (TMR)، اتصالات مغناطیسی، تأثیر پارامترهای مختلف بر TMR، اندازه‌گیری طول و زمان آسایش اسپین در لایه فاصله‌دهنده در اینجا پوشش داده شده است. این کتاب مفهوم گشتاور انتقال اسپین (STT)، STT در ساختارهای لایه فرومغناطیس، دینامیک مغناطیس‌شدگی هدایت‌شده توسط STT، STT در نانوستون‌های چندلایه مغناطیسی و غیره را برجسته می‌کند. این کتاب همچنین به حرکت دیواره دامنه مغناطیسی (MDW)، اثر چرخ‌دنده در حرکت MDW، اندازه‌گیری سرعت حرکت MDW، حرکت MDW هدایت‌شده توسط جریان و غیره می‌پردازد. این کتاب به حوزه نوظهور اسپینترونیک، یعنی اپتو-اسپینترونیک می‌پردازد. تأکید ویژه بر کنترل نوری فوق سریع حالت‌های مغناطیسی آنتی‌فرومغناطیس، برهمکنش اسپین-فوتون، اثر فارادی، اثر معکوس فارادی و طرح کلی سوئیچینگ اسپینترونیک تمام نوری مختلف است. یک شاخه امیدوارکننده دیگر یعنی اسپینترونیک تراهرتز نیز پوشش داده شده است. اصول عملکرد ساطع‌کننده تراهرتز اسپینترونیک، انتخاب مواد، نوشتن تراهرتز یک دستگاه حافظه مغناطیسی آنتی‌فرومغناطیس مورد بحث قرار گرفته است. معرفی مختصری از اسپینترونیک نیمه‌هادی ارائه شده است که شامل نیمه‌هادی مغناطیسی رقیق، نیمه‌هادی فرومغناطیس، دستگاه‌های نیمه‌هادی قطبی‌شده اسپینی، دستگاه‌های اسپینترونیک سه ترمیناله، ترانزیستور اسپینی، LED اسپینی و لیزر اسپینی می‌شود. این کتاب همچنین بر چندین دستگاه اسپینترونیک مدرن تأکید دارد که شامل هد خواندن GMR هارد دیسک مدرن، MRAM، حسگر موقعیت، حسگر زیستی، حسگر میدان مغناطیسی، دستگاه‌های حافظه مغناطیسی سه ترمیناله، FET اسپینی، حافظه مسیر مسابقه و محاسبات کوانتومی می‌شود.