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編輯推薦

適讀人群 ：物理（特彆是自鏇電子學）及相關領域的大學本科高年級學生、研究生、教師、工程師和科研工作者等。

　　《納米科學與技術：自鏇電子學導論（上捲）》適閤物理（特彆是自鏇電子學）及相關領域的大學本科高年級學生、研究生、教師、工程師和科研工作者等參考閱讀。

內容簡介

　　《納米科學與技術：自鏇電子學導論（上捲）》由工作在自鏇電子學研究領域裏的國內外50餘位學者撰寫而成。全書分兩捲、共28章，各章均由該領域富有研究經驗的知名專傢負責，較全麵地介紹和論述瞭目前自鏇電子學研究領域中的各個重要研究方嚮及其進展，並重點關注自鏇電子學的關鍵材料探索、物理效應研究及其原理型器件的設計開發和實際應用。

作者簡介

　　韓秀峰，中國科學院物理研究所研究員、博士生導師。課題組組長。1984年畢業於蘭州大學物理係，1993年在吉林大學獲博士學位。主要從事“自鏇電子學材料、物理和器件”研究，包括：磁性隧道結及隧穿磁電阻（tmr）效應、多種鐵磁復閤隧道結（mtj）材料、新型磁隨機存取存儲器（mram）、磁邏輯，自鏇納米振蕩器、自鏇晶體管、磁電阻磁敏傳感器等原理型器件的研究。已發錶scl學術論文200餘篇，獲得中國發明專利授權50餘項和國際專利授權5項。與閤作者研製成功一種新型納米環磁隨機存取存儲器（nanoring mram）原理型演示器件、四種磁電阻磁敏傳感器原理型演示器件：其中“納米環磁性隧道結及新型納米環磁隨機存取存儲器的基礎性研究”獲2013年度北京市科學技術奬一等奬。

內頁插圖

目錄

《納米科學與技術》叢書序
現代磁學的黃金時期
golden era of modern magnetism
上捲
第1章 磁性納米多層膜巨磁電阻效應及其器件
1.1 背景簡介
1.2 巨磁電阻效應的發現、理論及其應用
1.2.1 巨磁電阻效應的發現和典型實驗結果
1.2.2 巨磁電阻效應的理論模型
1.2.3 巨磁電阻效應的應用
1.3 巨磁電阻的影響
1.3.1 隧穿磁電阻
1.3.2 龐磁電阻
1.3.3 鐵磁半導體中的磁電阻
1.3.4 納米綫以及有機體係中的磁電阻
1.3.5 非磁體係中的磁電阻效應
1.4 結論與展望
參考文獻
第2章 磁性顆粒膜中的巨磁電阻效應
2.1 磁性顆粒膜中的超順磁性
2.1.1 鐵磁性顆粒的磁性
2.1.2 鐵磁性顆粒集閤體的超順磁性
2.2 金屬／金屬型磁性顆粒膜的巨磁電阻效應
2.2.1 理論解釋
2.2.2 金屬／金屬型顆粒膜gmr效應的影響因素
2.3 金屬／絕緣體型磁性顆粒膜的巨磁電阻效應
2.4 磁性納米粒子組裝顆粒膜的巨磁電阻效應
2.5 結束語
參考文獻
第3章 磁性隧道結及隧穿磁電阻相關效應
3.1 引言：磁性隧道結及其發展曆程
3.2 基於不同勢壘材料的單勢壘磁性隧道結
3.2.1 基於非晶al-o勢壘的磁性隧道結
3.2.2 基於單晶?-ai2o3勢壘的磁性隧道結
3.2.3 基於非品ti-o勢壘的磁性隧道結
3.2.4 基於單晶mgo（001）勢壘的磁性隧道結
3.2.5 基於尖晶石mgai2 o4（001）等新型勢壘的磁性隧道結
3.2.6 基於有機材料勢壘的磁性隧道結
3.2.7 基於半導體材料勢壘的磁性隧道結
3.2.8 基於其他勢壘的磁性隧道結
3.3 磁性隧道結中常用電極材料
3.3.1 基於單質鐵磁金屬材料的磁性隧道結
3.3.2 基於高自鏇極化率鐵磁金屬閤金材料的磁性隧道結
3.3.3 具有高自鏇極化率的半金屬電極材料
3.3.4 基於垂直磁各嚮異性磁電極材料的磁性隧道結
3.3.5 基於稀磁半導體電極材料的磁性隧道結
3.3.6 基於插層和復閤電極材料的磁性隧道結
3.4 雙勢壘磁性隧道結
3.4.1 基於非晶al-o雙勢壘的磁性隧道結
3.4.2 基於單晶mgo（001）雙勢壘的磁性隧道結
3.5 磁性隧道結中的物理效應
3.5.1 自鏇轉移力矩效應
3.5.2 庫侖阻塞磁電阻效應
3.5.3 磁電阻振蕩效應
3.5.4 雙勢壘磁性隧道結中的量子阱共振隧穿效應
3.5.5 磁性隧道結中的電場效應
3.5.6 磁性隧道結中的熱自鏇效應
3.6 磁性隧道結在器件中的應用
3.6.1 硬盤驅動器磁讀頭
3.6.2 磁性傳感器
3.6.3 磁性隨機存取存儲器
3.6.4 自鏇納米振蕩器
3.6.5 自鏇邏輯器件
3.6.6 自鏇晶體管、自鏇場效應晶體管
3.6.7 自鏇發光二極管
3.7 研究展望
參考文獻
附錄 磁性隧道結的發展曆史及其有代錶性的優化結構
第4章 鐵磁體／反鐵磁體多層結構中交換偏置的最新進展
4.1 引言
4.2 反鐵磁層對磁交換偏置效應的影響
4.3 鐵磁體／非磁體／反鐵磁體三層膜體係中的層間交換偏置耦閤
4.4 鐵磁體／反鐵磁體／鐵磁體三層膜體係中的層間交換偏置耦閤
4.5 通過磁-電效應實現交換偏置的電場控製
4.6 結語
參考文獻
第5章 磁性超薄膜中厚度誘導的自鏇重取嚮相變
5.1 唯象性描述
5.1.1 零磁場下的自鏇重取嚮相變
5.1.2 外加磁場下的自鏇重取嚮相變
5.2 利用磁化麯綫研究自鏇重取嚮相變
5.3 利用微觀成像技術研究自鏇重取嚮相變
5.4 利用磁化率研究自鏇重取嚮相變
5.4.1 厚度誘導自鏇重取嚮相變中磁化率的理論模型
5.4.2 自鏇重取嚮相變的磁化率實驗研究及與理論的比較
5.5 總結
參考文獻
第6章 鈣鈦礦結構錳氧化物中的龐磁電阻效應及其應用
6.1 鈣鈦礦結構錳氧化物的cmr效應
6.2　cmr錳氧化物的製備
6.2.1 多晶陶瓷
6.2.2 單晶
6.2.3 薄膜
6.2.4 納米顆粒、綫
6.3　cmr錳氧化物的物理性質
6.3.1 晶體結構
6.3.2 電子結構
6.3.3 磁結構
6.3.4　cmr錳氧化物的磁輸運行為
6.3.5 各種摻雜效應和相圖
6.3.6 電荷有序和軌道有序
6.3.7 相分離
6.3.8　cmr效應的理論研究
6.4　cmr錳氧化物薄膜器件和應用
6.4.1 錳基異質結及其應用
6.4.2　cmr錳氧化物隧道結及其應用
6.4.3　cmr錳氧化物鐵電場效應晶體管及其應用
6.5 小結
參考文獻
第7章 自鏇轉移力矩效應
7.1 引言
7.2　自鏇轉移力矩的基本原理
7.2.1　自鏇電流、自鏇力矩以及它們之間的聯係
7.2.2 自由電子在非磁性金屬和鐵磁金屬界麵處的散射
7.2.3 自鏇轉移力矩在磁異質結中的特性
7.3　自鏇轉移力矩驅動的多層膜磁化動力學
7.3.1 llg方程與自鏇轉移力矩
7.3.2 磁化動力學：宏觀磁矩模型
7.3.3 磁化動力學：微磁學模型簡介
7.4 磁性單層膜和雙層膜結構中的自鏇轉移
7.4.1 不均勻鐵磁金屬單層膜中的自鏇轉移
7.4.2 順磁金屬／鐵磁金屬雙層膜中的自鏇轉移
7.5 對自鏇轉移力矩的其他研究方嚮的展望
7.5.1 基於鐵磁絕緣體的自鏇轉移
7.5.2 熱驅動自鏇轉移力矩
7.5.3 自鏇轉移力矩的逆效應
7.5.4 其他磁性材料中的自鏇轉移效應
參考文獻
第8章 自鏇轉移力矩效應和微磁學模擬技術
8.1 微磁學基礎理論
8.1.1 布朗（brown）穩態方程
8.1.2 磁動力學方程
8.1.3 數值模擬方法
8.1.4 微磁學計算中的單位約化
8.2 微磁學新進展
8.2.1 自鏇轉移力矩效應
8.2.2　rashba效應
8.2.3　landau-lifshitz-bloch方程
8.2.4 自洽bloch方程
8.2.5 原子尺度的微磁學模型
8.3　stt驅動的磁化翻轉及微磁學模擬
8.3.1　stt效應的研究進展
8.3.2　stt驅動的磁化翻轉微磁學模擬
8.4　stt驅動的磁渦鏇極性翻轉
8.5　stt驅動的自鏇波激發
8.5.1　stt驅動的磁振蕩
8.5.2 麵內-垂直雙自鏇極化結構
8.6 原子尺度的微磁學模擬
8.6.1 稀土-過渡金屬閤金材料
8.6.2 三溫度模型
8.6.3 稀土-過渡金屬薄膜材料的微磁學模型及激光退磁過程
8.7 結束語
參考文獻
第9章 鐵磁共振和自鏇波的電檢測技術及其在自鏇電子學方麵的新應用
9.1 電檢測鐵磁共振技術的物理原理
9.2 電檢測鐵磁共振信號的定量分析方法
9.2.1 磁化強度的進動
9.2.2 廣義歐姆定律
9.2.3 自鏇整流效應的定量分析和角對稱性
9.3 鐵磁共振和自鏇波電檢測技術的應用
9.3.1　gamnas薄膜中的自鏇激發
9.3.2 相分辨鐵磁共振譜
9.3.3 自鏇波共振的電檢測
9.3.4 非綫性鐵磁共振和自鏇波
9.3.5 異質結自鏇器件中自鏇泵浦效應和自鏇整流效應的區分
9.3.6 微波磁場矢量探測器
9.3.7 微波相位成像
9.結語
參考文獻
第10章 磁性納米異質受限結構中的自鏇和熱電輸運量子理論
10.1 引言
10.2 單磁性隧道結中自鏇相關輸運定態理論
10.2.1 無自鏇的轉移哈密頓量
10.2.2 單隧道結係統的哈密頓量
10.2.3 利用非平衡格林函數計算電流和電導
10.2.4 電導和隧穿磁電阻效應
10.2.5 單磁性隧道結中的自鏇轉移力矩
10.2　6電子-電子相互作用對電導的影響
10.3 雙磁性隧道結中自鏇相關輸運定態理論
10.3.1 中心區為鐵磁膜
10.3.2 中心區為超導體
10.3.3 中心區為量子點
10.3.4 中心區為一臂鑲嵌瞭量子點的aharonov-bohm環
10.3.5　自鏇過濾：鐵磁體-量子點-半導體雙隧道結係統
10.4 自鏇相關的含時輸運理論
10.4.1 多鐵磁端口器件：中心區存在隨時間變化的柵電壓
10.4.2 單磁性隧道結中含時外場對電流和自鏇轉移力矩的影響
10.5 具有自鏇軌道耦閤的量子環和自鏇場效應管中激光激發的自鏇動力學
10.5.1 量子環
10.5.2 光控自鏇場效應管
10.6 自鏇熱電輸運理論
10.6.1 熱功率、peltier係數和熱導率
10.6.2　wiedemann-franz定律
10.7 總結
參考文獻
第11章 各種霍爾效應及其輸運性質和應用
11.1 霍爾效應的研究簡史
11.2 霍爾效應分類介紹
11.2.1 正常霍爾效應
11.2.2 反常霍爾效應
11.2.3 平麵霍爾效應
11.2.4 自鏇霍爾效應
11.2.5 量子霍爾效應
11.3 本章小結
參考文獻
第12章 自鏇霍爾效應、反常霍爾效應和拓撲絕緣體
12.1 整數量子霍爾效應
12.2 量子反常霍爾效應
12.3 量子自鏇霍爾效應
參考文獻
第13章 介觀器件中的自鏇軌道耦閤和自鏇流
13.1 引言
13.2 自鏇電子器件的理論基礎
13.2.1 含有自鏇軌道耦閤的實空間哈密頓量
13.2.2 含有自鏇軌道耦閤的二次量子化哈密頓量
13.3 納米器件中的自鏇積纍和自鏇極化流
13.3.1 半導體中的自鏇極化流
13.3.2 量子點中的自鏇積纍
13.4 介觀小環中的持續自鏇流
13.4.1 産生持續自鏇流的物理圖像
13.4.2 自鏇軌道耦閤-正常復閤介觀小環中的持續自鏇流
13.5 自鏇流定義
13.5.1 綫自鏇流、角自鏇流和連續性方程
13.5.2 一個例子：一維體係自鏇流
13.6 自鏇流産生的電場
13.7 展望
參考文獻
第14章 半導體中的自鏇軌道耦閤及其物理效應
14.1 引言
14.2 半導體中的自鏇軌道耦閤
14.2.1 有效質量理論
14.2.2 半導體量子阱中的rashba自鏇劈裂
14.3 窄禁帶半導體量子阱中的本徵自鏇霍爾效應
14.3.1　8帶模型計算本徵自鏇霍爾效應
14.3.2 速度頂角修正——梯圖近似
14.3.3　hgcdte／cdte量子阱中量子相變緻本徵自鏇霍爾效應
14.4 拓撲絕緣體
14.4.1 拓撲絕緣體中的反常電子軌道
14.4.2 拓撲絕緣體錶麵電子引發的可控rkky相互作用
14.4.3 拓撲絕緣體量子點
14.4.4 極化場驅動的拓撲絕緣體量子相變
14.5 結束語
參考文獻
第15章 磁性阻挫係統
15.1　自鏇係統中阻挫的引入
15.2 經典自鏇體係中的磁性阻挫
15.2.1 二維幾何阻挫ising模型
15.2.2 三維幾何阻挫係統與自鏇冰
15.2.3 連續自鏇模型與計算模擬
15.3 量子自鏇體係中的磁性阻挫
15.3.1 一維heisenberg鏈與阻挫驅動的量子相變
15.3.2 二維j1-j2模型與無序誘導的有序
15.3.3 阻挫自鏇係統的低能磁激發
15.3.4 量子自鏇液體與分數激發
15.4 展望
參考文獻
索引
彩圖

下捲
第16章 熱自鏇電子學
16.1 卡諾電子學的發展背景
16.2　自鏇相關熱電理論及實驗進展
16.2.1 塞貝剋效應及其理論
16.2.2 雙電流模型
16.2.3 自鏇相關熱電理論
16.2.4 自鏇相關熱電效應實驗進展
16.3 自鏇塞貝剋效應及其相關效應
16.3.1 自鏇霍爾效應和逆自鏇霍爾效應
16.3.2 自鏇塞貝剋效應
16.3.3 自鏇能斯特效應
16.3.4　pt鄰近效應
16.3.5 自鏇霍爾磁電阻
16.4 磁性隧道結
16.4.1 磁性隧道結的熱電理論計算
16.4.2 磁性隧道結的熱電實驗進展
16.5 熱誘導的自鏇轉移力矩
16.6 結束語
參考文獻

第17章 iii-v族磁性半導體（ga，mn）as
17.1　p-d交換作用zener模型
17.2 高居裏溫度（ga，mn）as的製備
17.2.1 重mn摻雜
17.2.2 自上而下微納加工（ga，mn）as納米條
17.2.3 自下而上自組織生長（ga，mn）as納米綫
17.2.4 磁鄰近效應
17.3 （ga，mn）as的自鏇超快動力學
17.3.1 電子自鏇超快激發與弛豫動力學過程及其相關物理機製
17.3.2 光控磁化翻轉及其動力學過程研究
17.3.3 全光相乾自鏇波激發與動力學過程研究
17.4 （ga，mn）as的費米能級問題
17.4.1 價帶模型
17.4.2 雜質帶模型
17.5 基於（ga，mn）as的器件物理效應
17.5.1 電場調控磁化矢量的轉動
17.5.2 電場調控居裏溫度
17.5.3 鐵磁金屬／（ga，mn）as復閤隧道結
17.6 展望
參考文獻

第18章 氧化物稀磁半導體
18.1 研究背景
18.1.1 引言
18.1.2 稀磁半導體的發展曆程
18.2 氧化物稀磁半導體薄膜的製備
18.2.1 製備方法
18.2.2 製備條件
18.3 氧化物稀磁半導體的結構及錶徵
18.3.1 氧化物半導體的晶體結構與特性
18.3.2 氧化物稀磁半導體結構錶徵
18.4 氧化物稀磁半導體的磁性
18.4.l 3d過渡金屬摻雜氧化物稀磁半導體
18.4.2 共摻雜氧化物稀磁半導體
18.4.3 非磁性元素摻雜和不摻雜的氧化物稀磁半導體
18.5 氧化物稀磁半導體的輸運性質
18.5.1 載流子濃度與鐵磁性的關係
18.5.2 反常霍爾效應
18.6 氧化物稀磁半導體的理論計算
18.6.1 第一性原理計算方法
18.6.2 磁交換能的計算
18.6.3 電子結構分析
18.6.4　tc的計算
18.7 氧化物稀磁半導體的磁性産生模型
18.7.1 載流子誘導的鐵磁性理論
18.7.2 束縛磁極子理論
18.7.3 電荷轉移的鐵磁性理論
18.8 氧化物稀磁半導體及其異質結中的磁電阻效應
18.8.1 氧化物稀磁半導體的磁電阻效應
18.8.2 氧化物稀磁半導體基的磁性隧道結
18.9 總結與展望
參考文獻

第19章 有機半導體異質結構及其磁電阻效應
19.1 垂直結構有機自鏇閥器件的製備
19.2 鐵磁有機界麵的自鏇注入
19.3 有機半導體中的自鏇弛豫
19.4 有機材料中的隧穿磁電阻現象
19.5 自鏇調控的有機電子學器件
19.6 小結
參考文獻

第20章 有機復閤磁性納米結構中的理論計算研究
20.1 有機復閤磁性納米結構簡介
20.2 基於有機復閤磁性納米結構的理論簡介
20.2.1 唯象的理論方法
20.2.2 第一性原理有機物一金屬界麵的計算方法
20.2.3 非平衡態格林函數方法
20.2.4 其他效應的理論方法
20.3 有機復閤磁性納米結構的結構特性
20.3.1 有機物-磁性金屬界麵
20.3.2 有機物-絕緣體界麵
20.3.3 雙麵有機物-磁性金屬結閤的結構
20.3.4 其他與有機物相關的界麵結構
20.4 有機復閤磁性納米結構的自鏇相關輸運特徵
20.4.1 基於有機物的隧穿磁電阻效應
20.4.2 與有機物相關的界麵耦閤效應
20.4.3 自鏇相關雜化對輸運的影響
20.4.4 電流驅動下的有機物結構轉變效應
20.4.5 其他有機物中的自鏇相關輸運特性
20.5 有機磁性納米復閤結構的應用前景展望
20.5.1 與自鏇相關的有機隨機存儲器
20.5.2 有機自鏇晶體管
20.5.3 基於有機材料的自鏇發光二極管
20.5.4 基於有機物的自鏇流發射源
20.6 總結與展望
參考文獻

第21章 碳基自鏇電子學
21.1 基於石墨烯的自鏇電子學
21.1.1 石墨烯簡介
21.1.2自鏇注入
21.1.3石墨烯自鏇閥器件
21.1.4 自鏇輸運和自鏇調控
21.1.5 基於石墨烯納米帶的自鏇電子學
21.1.6 小結
21.2 基於碳納米管的自鏇電子學
21.2.1 碳納米管簡介
21.2.2 碳納米管自鏇閥器件
21.2.3 碳管中的自鏇輸運和調控
21.2.4 小結
21.3 基於有機半導體和富勒烯的自鏇閥器件
21.4 總結和展望

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