Spin S=1/2 Dependent Phenomena of Fermions in Magnetic Nanostructures & Nanoelements
Rozptyl spinových polovičných fermiónov vo viacvrstvových systémoch obsahujúcich magnetické nanoelementy je širokou cestou na odhalenie transportných vlastností materiálov, ako je vodivosť, koherentný odpor a spinová polarizácia elektrického prúdu. Spinovo závislý rozptyl je tiež diagnostickým nástrojom na štúdium magnetických štruktúr samotných magnetických prvkov.
Z teoretického hľadiska sa riešenie jednorozmerného problému rozptylu redukuje na problém prenosovej matice spinovo polarizovaných vĺn na systéme pozostávajúcom z konečných potenciálových bariér, charakterizovaných klasickými vektormi magnetizácie. Ich kombinácia spolu s vektorom spinovej polarizácie dopadajúcej vlny tvorí systém priradených všeobecných kolineárnych a v niektorých prípadoch nekoplanárnych smerov rozhrania. V dôsledku toho sa systém stáva zložitejším a bohatším na ďalšie stupne voľnosti.
Transportné a magnetické charakteristiky sú podstatne závislé od týchto stupňov voľnosti a v mnohých prípadoch umožňujú ich riadenie. Uvažujme napríklad systém pozostávajúci z dvoch bariér s nekolineárnymi magnetizáciami.
Ukazuje sa, že má základné „spintronické“ vlastnosti; patria k nim gigantická magnetorezistencia a ventilový efekt. Okrem toho je možný efekt podobný tomu, ktorý je v optike známy ako Malusov efekt. V systéme s viacerými bariérami je možné pridať aj ďalšie stupne voľnosti, napríklad pomer dĺžok rôznych „magnetických domén“, čo je mimoriadne dôležité pre kontrolu kvantových interferenčných efektov.
Opísané systémy sú zaujímavé z hľadiska možnosti navrhovať nanozariadenia s vopred určenými vlastnosťami, ako aj z hľadiska možnosti ladenia týchto vlastností vďaka ďalším stupňom voľnosti. Na štúdium týchto systémov sa uskutočňuje zovšeobecnenie známej metódy prenosovej matice pre nekolineárne systémy.