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スピントロニクス入門


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書籍情報
本書は,いろいろな磁性材料・デバイス技術の研究・開発に長く携わり,高感度GMR材料の開発,金属系スピントロニクスの研究を広く行ってきた著者が,その経験を元に著した書である.確立された内容を物理現象,材料,デバイスに渡り整理・体系化し,それらを丁寧に分かりやすく解説しているため,これからスピントロニクスについて知ろうとする読者にとって最適な入門書となっている.未開拓の領域へ挑戦する,あるいはこれから研究・開発に携わりスピントロニクスの技術を得たいという方のための座右の書である.
材料学シリーズ:堂山昌男・小川恵一・北田正弘 監修
スピントロニクス入門
物理現象からデバイスまで
A5/216頁 定価(本体3800円+税) 978-4-7536-5645-5
猪俣浩一郎(理学博士) 著
まえがき 著者略歴

目 次
第1章 スピントロニクスはいかに誕生したか
1.1 スピントロニクスとは
1.2 スピン伝導に関する初期の研究
1.3 巨大磁気抵抗効果の発見
1.4 強磁性トンネル接合
1.5 スピントランスファトルク
1.6 低電力磁化反転
1.7 ハーフメタル
1.8 スピン蓄積とスピン流
1.9 半導体スピントロニクス

第2章 スピントロニクスを理解するための磁性の基礎
2.1 金属の強磁性
強磁性とは/磁気モーメントの担い手/磁化の温度変化/強磁性のバンド理論/スレーター-ポーリング曲線/磁気異方性/スピン軌道相互作用
2.2 ヒステリシス曲線
磁区構造/磁化過程/超常磁性
2.3 強磁性スピンの動力学
スピンの首ふり運動とスピン共鳴/ギルバートダンピング定数

第3章 スピントロニクスの基礎
3.1 金属中の電子伝導
電気伝導度と平均自由行程/異方性磁気抵抗効果/ホール効果/トンネル伝導
3.2 スピン伝導の基礎
スピン拡散長とスピン緩和時間/スピン蓄積とスピン流/アンドレーエフ反射とスピン分極率/スピントランスファトルク/スピンホール効果と逆スピンホール効果/スピンポンピング/ラシュバ効果

第4章 磁気抵抗効果
4.1 巨大磁気抵抗(GMR)効果
GMR効果の観測/GMR効果のメカニズム/非結合型GMRとスピンバルブ/スピンバルブGMRの高感度化/CPP-GMR/Valet-Fertモデル
4.2 トンネル磁気抵抗効果
散漫散乱型トンネル接合/コヒーレントトンネル接合/スピネルバリアを用いたトンネル接合/垂直磁化トンネル接合

第5章 ハーフメタル
5.1 いろいろなハーフメタル材料
はじめに/希土類混合価数酸化物/マグネタイト/CrO2/2重ペロブスカイト/ハーフホイスラー合金NiMnSb
5.2 フルホイスラー合金ハーフメタル
構造と磁気特性/不規則性の同定/電子構造/ダンピング定数
5.3 Co基フルホイスラー合金を用いたMTJ
TMRが観測されるまでの簡単な経緯/Co2FeAlを用いたMTJ/Co2FeAl0.5Si0.5(CFAS)を用いたMTJ/Co2MnSiを用いたMTJ/スピネルバリア/垂直磁化トンネル接合

第6章 いろいろな磁化反転法
6.1 電流磁場による磁化反転
6.2 スピントルク(STT)による磁化反転
磁化反転の原理/STT磁化反転に必要な電流密度/MTJ素子のSTTスイッチングの観測/垂直磁化膜のSTTスイッチング電流/電流駆動磁壁移動
6.3 電場による磁化反転
はじめに/電場による磁気異方性の変調/電場による磁化反転
6.4 スピン軌道相互作用に基づく磁化反転
スピンホール効果による磁化反転/ラシュバ効果による磁化反転

第7章 スピントロニクスデバイス
7.1 ハードディスク用読み出しヘッド
HDDの動向/読み出しヘッドの開発動向と課題/フルホイスラー合金ハーフメタルを用いたCPP-GMR
7.2 磁気抵抗効果型ランダムアクセスメモリMRAM
MRAMの位置づけと開発動向/MRAMの原理/STT-MRAM開発の現状と将来動向
7.3 スピンフィルタデバイス
7.4 スピン共鳴トンネル効果素子
7.5 半導体スピントロニクス
半導体スピントロニクスへの期待/半導体中のスピン流の生成と検出/代表的なスピントランジスタ

第8章 スピントロニクスの新展開
8.1 スピンゼーベック効果
8.2 磁性絶縁体を用いたスピンゼーベック効果の観測



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