Spin Coherence and Quantum Transport in Magnetic Nanostructures

磁性纳米结构中的自旋相干性和量子传输

基本信息

  • 批准号:
    9701484
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 21万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    1997
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    1997-08-15 至 2000-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

9701484 Samarth This experimental effort is aimed at understanding fundamental aspects of coherent electronic spin dynamics and spin-related transport in artificial quantum structures. Such investigations form the basis for the exploitation of coherent spin transport in future generations of magneto-electronic devices. The experiments focus on model nanostructures fabricated from II-VI magnetic semiconductors (MS), allowing one to systematically tailor spin interactions between confined electronic states and low dimensional distributions of local moments. The project is comprised of highly interactive efforts that combine the concurrent development of sophisticated MS nanostructures (digital magnetic heterostructures, magnetic two-dimensional electron gases (2DEGs), and quantum spin dots) with state-of-the- art spin dynamical probes having high temporal (~100 fs) and spatial (~100 nm) resolution (femtosecond Faraday rotation and time-resolved near-field scanning optical microscopy) and low- temperature magnetotransport. %%% Recent decades have witnessed the development of sophisticated solid state fabrication techniques that enable the construction of artificial atomic architectures ("nanostructures") in which one or more dimensions are at the nanoscale (a billionth the diameter of a human hair). There has also been a concurrent development of optical measurement techniques that allow one to record physical phenomena at unprecedently high speeds (ultrafast spectroscopy) and with very high spatial definition (near field microscopy). In this highly interactive project, we employ a powerful combination of state-of-the-art fabrication and measurement techniques to study the dynamic motion of electrons in new classes of "magnetic nanostructures," wherein magnetic atoms are embedded within an engineered semiconductor. These fundamental investigations lay the groundwork for future generations of magneto-electronic devices that would exploit the quantum mechani cal interactions between electrons and magnetic atoms for high-speed communication devices and ultra-high density memories. ***
小行星9701484 这项实验的目的是了解相干电子自旋动力学和自旋相关的人工量子结构中的传输的基本方面。 这种调查形成的基础上开发的相干自旋输运在未来几代的磁电子器件。 实验的重点是从II-VI磁性半导体(MS)制造的模型纳米结构,允许系统地定制有限的电子状态和低维分布的本地时刻之间的自旋相互作用。 该项目是由高度互动的努力,联合收割机结合先进的MS纳米结构的同时发展(数字磁性异质结构,磁性二维电子气(2DEG),和量子自旋点)与具有高时间(~100 fs)和空间(~100 nm)分辨率的最先进的自旋动力学探针(飞秒法拉第旋转和时间分辨近场扫描光学显微镜)和低温磁输运。 近几十年来,已经见证了复杂的固态制造技术的发展,这些技术使得能够构建人工原子结构(“纳米结构”),其中一个或多个维度处于纳米级(人类头发直径的十亿分之一)。光学测量技术也同时发展,使人们能够以前所未有的高速(超快光谱学)和非常高的空间分辨率(近场显微镜)记录物理现象。 在这个高度互动的项目中,我们采用了最先进的制造和测量技术的强大组合来研究电子在新型“磁性纳米结构”中的动态运动,其中磁性原子嵌入在工程半导体中。 这些基础研究为未来几代磁电子器件奠定了基础,这些器件将利用电子和磁原子之间的量子力学相互作用来实现高速通信设备和超高密度存储器。 ***

项目成果

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