گشتاور انتقالي اسپيني در اتصال‌هاي تونلي مغناطيسي و ترابرد الكتروني پل ملكولي بنزن

دانشگاه ولي عصر(عج) رفسنجان

دكتري

در اين رساله، گشتاور انتقالي اسپيني در دو نوع اتصال تونلي مغناطيسي محاسبه گرديد و همچنين ترابرد الكتروني پل ملكولي بنزن نيز مورد بررسي قرار گرفت. اتصال هاي تونلي مغناطيسي، از دو الكترود مغناطيسي كه در سمت راست و چپ يك لايه عايق قرار گرفته اند، تشكيل شده اند. اعمال جريان الكتريكي به اتصال هاي تونلي مغناطيسي موجب ايجاد گشتاور انتقالي اسپيني مي شود كه نتيجه برهمكنشبين جريان قطبيده اسپيني با مغناطشذاتي الكترودهاست. اتصال تونلي اول، دو الكترود فرومغناطيسي از جنسآهن است كه در دو طرف لايه نارساناي اكسيد منيزيم قرار گرفته و را تشكيل داده است. گشتاور انتقالي اسپيني و همچنين ترابرد الكتروني اين Fe|MgO|Fe اتصال اتصال تونلي مغناطيسي محاسبه شده است. محاسبات با روشابتدا به ساكن انجام شده است كه از تركيب نظريه تابعي چگالي و تابع گرين غيرتعادلي به وجود آمده است. نتايج نشان مي دهند كه وMgO اثر گشتاور انتقالي اسپيني يك اثر فصل مشتركي است كه در فصل مشترك بين نارساناي الكترود سمت راست كه از جنسآهن است، ايجاد مي شود. مقدار اين گشتاور با دور شدن از سطح مشترك كاهش مي يابد. اتصال تونلي دوم، از دو الكترود كاملاً آنتي فرومغناطيس تشكيل شده است ايجاد شده است. CuMnAs|GaP|CuMnAs كه با لايه عايق فسفات گاليم از هم جدا شده اند و اعمال ،(xy) بر صفحه اي كه اتصال درون آن قرار دارد (z جريان فرودي در راستاي عمود (راستاي مي تواند با استفاده از گشتاور انتقالي اسپيني تغييرجهت (CuMnAs) مي شود. بردار نيل الكترودها دردوحالت مختلف فصل مشترك محاسبه شده (TMR) دهد. همچنين مقاومت مغناطيسي تونل زني است. اين دو حالت مختلف به دليل دو هندسه متفاوت قرارگيري اتم ها براي ايجاد اتصال لايه فسفات گاليم به الكترودسمت راست به وجودآمدهاست. نتايج محاسبات نشان دادكه گشتاورانتقالي اسپيني در هر دو فصل مشترك به تناوب افت و خيزدار است، در حالي كه مقاومت مغناطيسي به جزئيات نحوه قرارگيري اتم ها در فصل مشترك وابسته است. به اين ترتيب اين اتصال مي تواند به طور بالقوه به عنوان يك وسيله در اسپينترونيك كه هم قابليت نوشتن (گشتاور اسپيني قابل ملاحظه در فصل مشترك) و هم قابليت خواندن (مقاومت مغناطيسي تونلي زني استاندارد براي فرايند خواندن) را دارد، مورد استفاده قرار گيرد. دربخش دوم،ترابردالكتروني ملكول بنزن زماني كه بين دوالكترودقرارگرفته است،بررسي شده است. روش مورد استفاده در اين بخش، يك روش تحليلي است كه بر پايه تابع گرين و نظريه اختلال مرتبه اول بنيان نهاده شده است. در ابتدا تأثير جايگاه اتصال الكترودها به ملكول در ترابرد الكتروني آن محاسبه شده است. الكترودها در حالت پارا بيشترين ترابرد را ايجاد مي كنند. سپس با قرار دادن الكترودها در اين جايگاه، تأ ثير جنس الكترودها شامل رسانا و نيم رسانا مورد بررسي قرار گرفته است. الكترود رسانا از جنس طلا و الكترود نيم رسانا از دو جنس سيليكون و دي اكسيدتيتانيوم در نظر گرفته شده است. نتايج نشان مي دهند زماني كه الكترود، نيم رساناست براي ايجاد ترابرد الكتروني به يك ولتاژ آستانه براي تأمين انرژي گاف نواري نيم رسانا نياز است. گاف انرژي كه ناشي از عدم وجود حالت هاي قابل دسترسبراي الكترون هاست در نمودار ترابرد الكتروني به صورت يك ناپيوستگي در منحني مربوط به نيمرسانا (سيليكون و دي اكسيدتيتانيوم) ديده مي شود در حالي كه در منحني مربوط به الكترود فلزي طلا ديده نمي شود. با استفاده از اين روشويژگي هاي ترابردي اتصال ملكولي بنزن به دور از پيچيدگي هاي محاسباتي با يك روش تحليلي نشان داده شد.

52755

دانشگاه وليعصر رفسنجان

استفانو سنويتو -ماريا استامينووا -ايوان رانگر

فيزيك

جميله سيد يزدي