بررسی رسانش وابسته به اسپین در نانو سیم های کوانتومی در حضور میدان مغناطیسی

از زمان کشف پدیده هایی مانند مقاومت مغناطیسی بزرگ و مقاومت مغناطیسی تونل زنی در چند لایه های مغناطیسی، تحقیقات وسیعی بر روی مواد مغناطیسی و لایه های نازک مغناطیسی انجام شده است. تلاش فیزیکدان ها در این زمینه باعث ساختن نانو ساختارها و چند لایه های مغناطیسی و به کار بردن آن ها در فناوری، صنایع حس گرها و ثبت کننده ها شده است. مطالعه ترابرد وابسته به اسپین در نانوساختارها و چند لایه ها به ما در طراحی ادوات الکترونیکی وابسته به اسپین کمک می کند. به این شاخه از فیزیک، اسپینترونیک می گویند. در این تحقیق، به تأثیر میدان مغناطیسی روی رسانش الکتریکی یک سیم و نانو ساختار مغناطیسی به کمک تابع گرین در رهیافت بستگی قوی می پردازیم. برای مطالعه رسانش در نانو سیم، چند آرایش متفاوت از گشتاورهای مغناطیسی درون یک سیم مغناطیسی متصل به دو هادی غیرمغناطیسی نیمه متناهی در نظرگرفته شد، که نتایج نشان می دهد که رسانندگی قویاً به آرایش گشتاورهای مغناطیسی در یکایاخته وابسته است. همچنین با در نظر گرفتن یک سیم که از اتم های مغناطیسی و غیرمغناطیسی تشکیل شده است و دارای گشتاورهای مغناطیسی متفاوت است، میتوان صافی اسپینی نانو-مقیاس را طراحی کرد. در ادامه به مطالعه ی تحلیلی رسانش در یک نانو ساختارهای استخوان ماهی و شانه-مانند در حضور میدان مغناطیسی پرداخته شد، بررسی نتایج نشان می دهد که رسانندگی قویاً به آرایش گشتاورهای مغناطیسی در نانو ساختار، انرژی جهش بین اتم اصلی و فرعی و اندازه میدان مغناطیسی وابسته است. در نهایت مطالعه رسانش در نانو بلور مشخص می کند که جهت گیری گشتاورهای مغناطیسی لایه های مغناطیسی، رسانندگی های متفاوتی را نشان می دهند. درحضور میدان مغناطیسی رسانندگی کاهش می یابد و حالت پله ی آن از بین می رود و آن به صورت پیوسته تغییر می کند، زاویه قرار گرفتن گشتاورهای مغناطیسی تأثیر زیادی در ترابرد الکترونی دارد. کلید واژه- نانو سیم، اسپینترونیک، مقاومت مغناطیسی بزرگ، مقاومت مغناطیسی تونل زنی، صافی اسپینی.