Experimentelle Grundlagen der Spinelektronik
Experimental Fundamentals of Spin Electronics

Die Veranstaltung behandelt die Grundlagen und Anwendungen von spinabhängigen Transportphänomenen aus experimenteller Sicht. Ausgangspunkt sind elektrische Ladungstransportprozesse in Rahmen der Boltzmann-Behandlung. Daraus werden systematisch die verschiedenenen Magnetowiderstands- und Spintransporteffekte entwickelt: Anisotroper Magnetowiderstand (AMR), Halleffekt, Riesenmagnetowiderstand (GMR), Tunnelmagnetowiderstand (TMR), Spinakkumulation und -injektion, Spin Hall Effekte, etc. Neben den elektronischen und magnetischen Grundlagen dieser Effekte werden auch aktuelle und perspektivische Anwendungen in der magnetischen Sensorik, Datenspeicherung, und Mikroelektronik diskutiert.

Verständnis der wesentlichen Spintransport-Phänomene (Magnetowiderstand, Hall Effekt, AMR, GMR, TMR, Spin Injektion in Halbleiter, Spin Akkumulation, Spin Transfer Torque, Spin Hall Effekte) und ihrer mikroskopischen Mechanismen. Kenntnis der hauptsächlichen Material- und Anwendungsaspekte der Spinelektronik (magn. Datenspeicherung, magn. Sensoren, Mikrowellengeneratoren, Spinlogik, Quanteninformationstechnologie).

Spin Electronics, edited by M. Ziese and M.J. Thornton (Springer, Berlin 2001)
Modern Magnetic Materials, R.C. O‘Handley (Wiley Interscience, New York, 2000)
Semiconductor Spintronics and Quantum Computation, eds. D.D. Awschalom, D. Loss, and N. Samarth (Springer, Berlin, 2002)
Ultrathin Magnetic Structures Vol. 1 - 4, eds. J.A.C. Bland and B. Heinrich (Springer, Berlin, 2002/2005)
Ferromagnetic Materials Vol. 3, edited by E.P. Wohlfarth (North-Holland, Amsterdam, 1982), weitere relevante Artikel zu Themen der Spinelektronik finden sich auch in Volumes 7, 12, 13, und 14 dieser Reihe
Introduction to Spintronics, S. Bandyopadhyay and M. Cahay (CRC Press Inc., 2008)
Handbook of Spin Transport and Magnetism, edited by E. Y. Tsymbal and I. Zutic (CRC Press, Chapman & Hall, 2011)

Teilnahme an den Übungen

Alternative Bezeichnungen: - Experimentelle Grundlagen der Spinelektronik - Spinelektronik (in PO06)

The lecture deals with the fundamental and applicational aspects of spin-dependent transport phenomena from the viewpoint of experiment. Starting point is the electrical charge transport in the framework of the Boltzmann equation. We then systematicall develop the various magnetoresistance and spin transport effects: anisotropic magnetoresistance (AMR), Hall effect, giant magnetoresistance (GMR), tunneling magnetoresistance (TMR), spin accumulation and injection, spin Hall effects, etc. In addition to the microscopic electronic and magnetic mechanisms governing these effects we will also discuss present and future applications in magnetic sensorics, data storage and microelectronics.

Basic understanding of the main spin transport phenomena (magnetoresistance, Hall effect, AMR, GMR, TMR, spin injection in semiconductors, spin accumulation, spin transfer torque, spin Hall effects) and their microscopic mechanisms. Knowledge of the main material and application aspects of spinelectronics (magn. data storage, magn. sensors, microwave generators, spin logics, quantum information technology).

Spin Electronics, edited by M. Ziese and M.J. Thornton (Springer, Berlin 2001)
Modern Magnetic Materials, R.C. O‘Handley (Wiley Interscience, New York, 2000)
Semiconductor Spintronics and Quantum Computation, eds. D.D. Awschalom, D. Loss, and N. Samarth (Springer, Berlin, 2002)
Ultrathin Magnetic Structures Vol. 1 - 4, eds. J.A.C. Bland and B. Heinrich (Springer, Berlin, 2002/2005)
Ferromagnetic Materials Vol. 3, edited by E.P. Wohlfarth (North-Holland, Amsterdam, 1982), weitere relevante Artikel zu Themen der Spinelektronik finden sich auch in Volumes 7, 12, 13, und 14 dieser Reihe
Introduction to Spintronics, S. Bandyopadhyay and M. Cahay (CRC Press Inc., 2008)
Handbook of Spin Transport and Magnetism, edited by E. Y. Tsymbal and I. Zutic (CRC Press, Chapman & Hall, 2011)