目錄
前言
第1章 自旋電子學(xué)概述 1
1.1 自旋電子學(xué)發(fā)展歷史簡介 1
1.2 本書章節(jié)簡介 3
參考文獻(xiàn) 8
第2章 自旋軌道力矩效應(yīng) 13
2.1 自旋軌道力矩效應(yīng)簡介 14
2.1.1 自旋軌道力矩效應(yīng)的物理起源 14
2.1.2 自旋軌道力矩效應(yīng)與自旋轉(zhuǎn)移力矩效應(yīng)對比 18
2.2 自旋軌道力矩效應(yīng)的檢測技術(shù) 19
2.2.1 反�；魻柣鼐�偏移 19
2.2.2 諧波電壓測試 20
2.2.3 自旋力矩–鐵磁共振 22
2.3 各種材料體系中的自旋軌道力矩效應(yīng) 24
2.3.1 重金屬/鐵磁 24
2.3.2 重金屬/人工反鐵磁 29
2.3.3 重金屬/亞鐵磁 31
2.3.4 拓?fù)浣^緣體/鐵磁 33
2.3.5 鐵磁單層膜 35
2.3.6 其他體系 39
2.4 自旋軌道力矩效應(yīng)的調(diào)控與應(yīng)用 40
2.4.1 翻轉(zhuǎn)效率 40
2.4.2 無輔助場翻轉(zhuǎn) 43
2.4.3 自旋軌道力矩動力學(xué) 46
2.4.4 自旋軌道力矩器件 48
參考文獻(xiàn) 53
第3章 電控磁效應(yīng) 70
3.1 電控磁效應(yīng)的器件構(gòu)型與材料體系 70
3.1.1 磁性金屬 73
3.1.2 磁性半導(dǎo)體 74
3.1.3 磁性氧化物 75
3.1.4 介電柵極材料 76
3.2 電控磁效應(yīng)的物理機(jī)制 79
3.2.1 載流子調(diào)控 80
3.2.2 應(yīng)變效應(yīng) 83
3.2.3 交換耦合 87
3.2.4 軌道重構(gòu) 90
3.2.5 電化學(xué)效應(yīng) 92
3.2.6 電控磁五種機(jī)制的比較 96
3.3 電控磁效應(yīng)的器件應(yīng)用 98
3.3.1 電場輔助的磁隧道結(jié)翻轉(zhuǎn) 98
3.3.2 電場驅(qū)動的磁化翻轉(zhuǎn) 102
3.3.3 電場調(diào)控與自旋流的結(jié)合 104
3.3.4 MESO器件 106
3.3.5 電控磁展望 112
參考文獻(xiàn) 113
第4章 反鐵磁自旋電子學(xué) 131
4.1 反鐵磁自旋電子學(xué)簡介 131
4.1.1 反鐵磁的磁學(xué)基礎(chǔ) 131
4.1.2 反鐵磁自旋電子學(xué)的物理基礎(chǔ) 133
4.2 典型反鐵磁材料 136
4.2.1 共線性 136
4.2.2 導(dǎo)電性 137
4.2.3 交錯磁體 137
4.2.4 人工反鐵磁 139
4.2.5 補(bǔ)償型亞鐵磁 140
4.3 反鐵磁磁矩的操控機(jī)制 142
4.3.1 磁場操控 143
4.3.2 電流操控 144
4.3.3 電場操控 151
4.3.4 光學(xué)操控 154
4.4 反鐵磁磁矩的探測方法 155
4.4.1 磁序探測 157
4.4.2 磁疇成像 161
4.5 反鐵磁磁矩調(diào)制自旋流產(chǎn)生 162
4.5.1 反鐵磁中的電荷自旋轉(zhuǎn)化 163
4.5.2 可控的自旋流和自旋軌道力矩 167
4.5.3 自旋泵浦效應(yīng)和自旋澤貝克 172
4.6 反鐵磁自旋電子學(xué)器件 174
4.6.1 反鐵磁隨機(jī)存儲器 174
4.6.2 反鐵磁納米振蕩器 175
參考文獻(xiàn) 177
第5章 磁子學(xué) 193
5.1 磁子學(xué)的物理基礎(chǔ) 193
5.2 磁子的橫向輸運(yùn) 195
5.2.1 (亞) 鐵磁器件 195
5.2.2 反鐵磁器件 197
5.3 磁子的縱向輸運(yùn) 199
5.3.1 磁子閥 200
5.3.2 自旋拖曳器件 201
5.3.3 反鐵磁層調(diào)制器件 203
5.4 磁子的相干輸運(yùn) 205
5.4.1 相干磁子的產(chǎn)生與探測 205
5.4.2 磁子相干輸運(yùn)現(xiàn)象 208
5.4.3 磁子相干輸運(yùn)的應(yīng)用 211
5.5 磁子轉(zhuǎn)移力矩效應(yīng) 213
參考文獻(xiàn) 215
第6章 磁斯格明子.220
6.1 磁斯格明子概述 220
6.1.1 磁斯格明子的拓?fù)湮锢?220
6.1.2 磁斯格明子的發(fā)展歷程 222
6.2 磁斯格明子的產(chǎn)生 224
6.2.1 磁場 225
6.2.2 極化電流 227
6.2.3 電場 228
6.2.4 其他途徑 230
6.3 磁斯格明子的探測 232
6.3.1 顯微學(xué)探測 232
6.3.2 電學(xué)探測 233
6.4 磁斯格明子的動力學(xué) 234
6.4.1 磁斯格明子與電流的相互作用 235
6.4.2 斯格明子霍爾效應(yīng) 236
6.5 磁斯格明子的器件應(yīng)用 237
6.5.1 賽道存儲器 237
6.5.2 磁邏輯 239
6.5.3 基于磁斯格明子的神經(jīng)形態(tài)模擬 240
參考文獻(xiàn) 242
第7章 磁性拓?fù)洳牧?249
7.1 磁性拓?fù)浣^緣體 249
7.1.1 理論基礎(chǔ) 249
7.1.2 實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn) 250
7.2 磁性外爾半金屬 254
7.3 反鐵磁狄拉克半金屬260
參考文獻(xiàn) 262
第8章 二維磁性 264
8.1 二維磁性的起源與發(fā)展歷程 264
8.1.1 二維磁性的起源 264
8.1.2 二維磁性的發(fā)展歷程 266
8.2 典型二維磁性材料的類型與特點(diǎn) 266
8.2.1 鐵磁金屬 267
8.2.2 鐵磁半導(dǎo)體 269
8.2.3 反鐵磁半導(dǎo)體 270
8.3 二維磁性的表征技術(shù) 275
8.3.1 電學(xué)技術(shù) 275
8.3.2 光譜技術(shù) 278
8.4 二維磁性的多場調(diào)控 282
8.4.1 電壓調(diào)控 282
8.4.2 應(yīng)變調(diào)控 285
8.4.3 成分調(diào)控 286
8.4.4 嵌入調(diào)控 288
8.5 基于二維磁性材料的自旋電子學(xué)現(xiàn)象 288
8.5.1 堆垛效應(yīng) 288
8.5.2 界面效應(yīng) 290
8.5.3 磁能帶效應(yīng) 294
8.6 基于二維磁性材料的自旋電子學(xué)器件 296
8.6.1 二維磁性霍爾器件 296
8.6.2 全二維自旋閥與隧道結(jié) 298
8.6.3 二維磁子輸運(yùn)器件 299
參考文獻(xiàn) 300
第9章 太赫茲自旋電子學(xué) 311
9.1 太赫茲自旋電子學(xué)概述 311
9.2 基于電子自旋的太赫茲波輻射 312
9.2.1 超快退磁輻射太赫茲波 312
9.2.2 逆自旋霍爾效應(yīng)輻射太赫茲波 314
9.2.3 界面Rashba效應(yīng)輻射太赫茲波 318
9.2.4 反鐵磁共振輻射太赫茲波 322
9.3 太赫茲脈沖的性能、偏振及其頻譜的調(diào)控 323
9.3.1 自旋太赫茲脈沖性能的提升 323
9.3.2 自旋太赫茲脈沖偏振的調(diào)控 326
9.3.3 自旋太赫茲脈沖頻譜的調(diào)控 330
9.4 自旋相關(guān)的太赫茲光譜探測 332
9.5 太赫茲自旋波的激發(fā)及其探測 334
參考文獻(xiàn) 337
第10章 自旋聲電子學(xué) 343
10.1 自旋聲電子學(xué)的物理基礎(chǔ) 343
10.1.1 磁彈耦合 343
10.1.2 磁–旋轉(zhuǎn)耦合 345
10.1.3 自旋–旋轉(zhuǎn)耦合 345
10.1.4 旋磁耦合 347
10.1.5 磁子–聲子耦合 347
10.2 聲控磁性和自旋 348
10.2.1 聲波驅(qū)動的磁化動力學(xué) 348
10.2.2 聲波輔助的磁化翻轉(zhuǎn) 354
10.2.3 聲波輔助的磁織構(gòu)產(chǎn)生及運(yùn)動 357
10.2.4 聲波產(chǎn)生自旋流 361
10.2.5 聲學(xué)太赫茲發(fā)射 363
10.3 磁控聲波 364
10.3.1 聲波參數(shù)的磁調(diào)控 365
10.3.2 聲波的非互易傳播 365
10.4 新型磁聲器件 367
10.4.1 基于直接磁電耦合的磁電器件 368
10.4.2 基于逆磁電耦合的磁電器件 373
10.4.3 基于直接和逆磁電耦合的磁電器件——磁電天線 377
參考文獻(xiàn) 383