First-Principle vs. Experimental Design of Diluted Magnetic S... - 9781536140774

Nesenie atklājumi ir radījuši jaunu elektronikas klasi, kas pazīstama kā spin elektronika vai spintronika, kas izmanto elektronu spinu, nevis tā lādiņu, lai radītu polarizētas strāvas. Spintronics šobrīd piedzīvo ārkārtēju attīstību, ražojot nanomēroga ierīces, kuru pamatā ir feromagnētiski materiāli un pusvadītāji. To lietojumi ir daudz, sākot no ierakstīšanas, elektronikas un optoelektronikas līdz kvantu informācijai. Spintronics ir jaunas paaudzes elektronika, kas ir devusi un turpina sniegt lielu progresu informācijas glabāšanā, tas ir saistīts ar jaunu materiālu atklāšanu ar jaunām funkcionalitātēm un vairākiem lietojumiem. Par spintronikas sākumpunktu tiek uzskatīts milzu magnētiskās pretestības (GMR) atklājums 1988. gadā, ko veica Alberts Ferts un Pīters GrA nbergs (Nobela prēmijas fizikā saņēmējs 2007. gadā). GMR pamatā ir elektriskās strāvas svārstības magnētiskā lauka klātbūtnē. Spintronika ir devusi nozīmīgu ieguldījumu elektronikai vēlamajā miniaturizācijā, informācijas apstrādei un glabāšanai izmanto nanometriskos komponentus. Tomēr ir zināmas miniaturizācijas robežas nanometriskā mērogā, un ir obligāti jāizstrādā jauni veidi un jauni materiāli, lai pārsniegtu šīs robežas. Šo materiālu vēlamākās īpašības ir augsta griešanās polarizācija, modulāras magnētiskās īpašības ar elektrisko lauku un ilgs griešanās polarizācijas kalpošanas laiks. Starp jaunajiem daudzsološajiem materiāliem mēs minam: atšķaidītus magnētiskos pusvadītājus, kas piešķir jaunas magnētiskās īpašības parastajiem pusvadītājiem, funkcionālos oksīdus (ieskaitot pusmetālus un daudzdzelzsmetālus) un organiskos pusvadītājus. Galvenais teorētiskais izaicinājums šajā jomā ir saprast, kā novērotā makroskopiskā magnētiskā uzvedība izriet no daudzu mikroskopiskās brīvības pakāpju mijiedarbības. Šajās sistēmās traucējumi ir būtisks magnētisko parādību parametrs, un nejaušas piemaisījumu atomu atrašanās vietas dēļ tas var izraisīt kopējo fizisko atšķirību no novērotā trūkuma. Nesen ir panākts ievērojams progress šo materiālu kā atšķaidītu magnētisko pusvadītāju (DMS jeb atšķaidīto magnētisko pusvadītāju) projektēšanā, un vairāki pusvadītāji tika pētīti kā II-VI grupas un III-V grupas leģēti savienojumi, tos aizstājot ar pārejas metāliem. oriģinālie katjoni. Šo magnētisko materiālu pētīšanai ir vairākas dažādas teorētiskas pieejas. Ab-initio pieeja sākas no SchrAdinger vienādojuma, lai simulētu doto materiālu. Šāda pieeja ir būtiska, lai noteiktu šādas sistēmas parametrus un mikroskopiskās īpašības. Šajā grāmatā autori analizēja magnētisko pusvadītāju elektronisko struktūru, kas atšķaidīta ZnO, GaN, SnO2, TiO2, MgH2, EuO un EuN leģētu REN (RE=GdN, DyN un HoN) gadījumā. Autori koncentrējās uz magnētiskajiem, optiskajiem un apmaiņas mehānismiem, kas kontrolē feromagnētismu šajās sistēmās. Šīs grāmatas mērķis ir piedāvāt dažas idejas, lai atbildētu uz materiālzinātnes svarīgāko jautājumu par pusvadītāju spintroniku, galvenokārt ņemot vērā, kā var realizēt telpas temperatūras feromagnētismu DMS. Turklāt tiek apspriesta korelācija starp pirmo principu un eksperimentālo dizainu, lai noskaidrotu, kā var paredzēt vēl sintezējamo materiālu īpašības.