Physikalische Grundlagen der Spintronik

Zielgruppe:

• Studierende des Master-Studiengangs Physik
• Studierende des 2-Fächer-Bachelor-Studiengangs (Fach Physik)
• Studierende des Master-Studiengangs Metrologie und Messtechnik

Ziel der Vorlesung:

Die Studierenden erlernen Konzepte für elektronische Bauelemente, die neben der elektrischen Ladung auch den Spin der Ladungsträger als zusätzlichen Freiheitsgrad ausnutzen.

In der Vorlesung werden die physikalischen Grundlagen für dieses hochaktuelle Gebiet erarbeitet, aber auch konkrete Anwendungen vorgestellt. Geplant sind folgende Themen:

• Elektrischer Transport in unmagnetischen und magnetischen Metallen, Spininjektion und Spintransport
• Magnetowiderstands-Effekte (AMR, CMR, GMR, Spin-Ventile, TMR)
• Magnetische Halbleiter (verdünnte II/VI- und III/V-Halbleiter, Übergangsmetalloxide, Rashba-Effekt, Spin-Hall-Effekt)
• Skyrmionics (B20-Strukturen, oberflächen-induzierte Skyrmionen)
• Topologische Materie (Quanten-Spin-Hall-Effekt, Topologische Isolatoren)
• Antiferromagnetische Spintronik (Néel-Spin-Orbit-Torque, inverser spingalvanischer Effekt)
• Anwendungen (Sensoren, magnetoresistive Leseköpfe, MRAMs, Spin-Transistoren, Racetrack-Memories)