Эффект спин – НОБЕЛЕВСКИЕ ПРЕМИИ 2007 ГОДА. ГИГАНТСКОЕ МАГНЕТОСОПРОТИВЛЕНИЕ – ТРИУМФ ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ НАУКИ
- Комментариев к записи Эффект спин – НОБЕЛЕВСКИЕ ПРЕМИИ 2007 ГОДА. ГИГАНТСКОЕ МАГНЕТОСОПРОТИВЛЕНИЕ – ТРИУМФ ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ НАУКИ нет
- Советы абитуриенту
Спин-эффект аномальный – Справочник химика 21
Отметим, что, как показано в [124, 125], даже в немагнитных неполяризованных кристаллах, помещенных во внешнее магнитное поле, можно наблюдать. многочастотную прецессию спина нейтрона и зависящий от Н эффект подавления ядерных реакций, а при воздействии на монокристалл переменного внешнего поля (магнитного, звукового) возникают зависящие от частоты поля эффекты аномального подавления ядерных реакций (аналогичный рассмотренному выше) и многочастотной прецессии спина нейтрона. [c.144]Эффект Зеемана для нескольких электронов с учетом спина электрона имеет более сложный характер ( аномальный или сложный эффект Зеемана). Его рассмотрение следует проводить на основе квантовой механики. [c.254]
Происхождение названий аномальный и нормальный эффекты Зеемана относится к периоду, когда представления об электронном спине еще не были введены в квантовую механику. Поскольку зеемановский триплет, как это легко показать, может быть объяснен и в рамках описания с набором обычных квантовых чисел п,
Неравновесная заселенность ядерных спиновых состояний в продуктах радикальных реакций проявляется в ЯМР-спектрах двояким образом в виде интегрального и мультиплетного эффектов. Интегральный эффект заключается в том, что в продуктах реакции наблюдается преимущественная ориентация ядерных спинов в направлении внешнего поля или против него, вследствие чего в ЯМР-спектре продукта наблюдается или аномально высокое поглощение (А) или вынужденное излучение ( ). [c.200]
Тем не менее аномальный эффект оставался большой загадкой вплоть до введения гипотезы о спине электрона это произошло лишь спустя двадцать пять лет. [c.364]
Интегральный эффект. Интегральный эффект ХПЯ или ХПЭ — это преимущественная ориентация ядерных спинов в продуктах реакции (или спинов неспаренных электронов в радикалах) в направлении внешнего поля или против него. Мерой интегрального эффекта химической поляризации может служить зеемановская энергия спинов, которая в термодинамическом равновесии отрицательна. Если в ходе химической реакции зеемановская энергия спина становится положительной, это означает, что в дальнейшем спиновая система может отдать накопленную в ней энергию. В этом случае на частоте магнитного резонанса спинов будет наблюдаться вынужденное излучение. Если же в ходе реакции зеемановская энергия спинов уменьшается, т. е. резервуар зеемановского взаимодействия спинов охлаждается, то для нагрева спиновой системы до температуры термостата нужно подвести дополнительно энергию. В этом случае в спектрах магнитного резонанса будут наблюдаться линии, отвечающие аномально большому поглощению. [c.89]
Контактное сверхтонкое Л/5-взаимодействие в ближайшем окружении парамагнитного иона. Времена корреляции. Справедливость неравенства (1.17) была неоднократно подтверждена [22, 35, 50, 61, 62] при исследовании растворов ряда парамагнитных солей элементов 3 -группы. Однако в ряде случаев было установлено, что для измеряемых на опыте времен релаксации данное соотношение не выполняется. Так, в водных растворах солей марганца 38], хрома и ванадила [35] времена спин-решеточной релаксации протонов оказались много больше времен спин-спиновой релаксации протонов Т]в >Т2в- Первая попытка объяснить этот эффект была сделана [35]. Замечено, что для ионов, которые дают аномальное отношение Т в/Т в протонов, всегда наблюдается спектр ЭПР в растворах при комнатной температуре, т. е. они имеют длинные времена электронной релаксации Тз. На основании этого сделано предположение, что Те может быть корреляционным временем не только тогда, когда оно короче времени броуновской диффузии [см. уравнение (1.14)], но также и в том случае, когда имеет место обратная зависимость.
Предположение о спине электрона объясняет также аномальный эффект Зеемана и так называемую тонкую структуру многих спектральных линий, как, нанример, О-дублета натрия. Эти вопросы будут рассмотрены в дальнейшем. Приписывание электрону дополнительной степени свободы увеличивает кратность вырождения атомных уровней мы увидим, что это позволяет устранить расхождение, отмеченное в табл. 13, где указано, что некоторые из наблюдаемых уровней гелия имеют более высокую кратность вырождения, чем это предсказывается теорией. [c.233]
Теперь на.м понятно происхождение аномального эффекта Зеемана. Когда атом и.меет спин, мы рассматриваем его в тер.мннах квантовых чисел S, I я j (для одного электрона) полный угловой момент получается путе.м комбинанни спинового и орбитального моментов (рис. 14.17). Если магнитные моменты имеют ту же самую связь с угловым моментом независимо от того, являются опи орбитальными пли спиновыми, то результирующий магнитный момент должен совпадать по направлению с результирующим полным угловым моментом. Поскольку, однако.спиновый магнитный момент аномален, результирующий магнитный. момент не сов-
Внеш. магн. поле влияет на выход продуктов р-ции, скорость элементарных процессов взаимод. парамагнитных частиц (рекомбинации радикалов, аннигиляции триплетно-возбужденных молекул, тушения триплетных молекул радикалами и т.п.), интенсивность флуоресценции и хеми-люминесценции, темновую и фотопроводимость мол. кристаллов и орг. полупроводников. Магн. изотопный эффект сопровождается разделением магн. и немагн. изотопов (напр., С и С, о и О). Хим. поляризация электронов и ядер проявляется в спектрах ЭПР и ЯМР продуктов р-ций (радикалов и молекул), при этом положит, поляризация приводит к аномально сильным линиям поглощения, а отрицательная-к линиям эмиссии. В последнем случае создается инверсная населенность зеемановских уровней электронов или ядер (см. Зеемана эффект. Лазер). Когда химически индуцированная отрицат. поляризация ядер достигает значит, величины, превосходящей порог генерации, происходит самовозбуждение радиочастотного излучения и хим. система становится мол. квантовым генератором-хим. радиочастотным мазером. Внеш. высокочастотное резонансное поле стимулирует изменение спина и, следовательно, выхода продукта р-ции или интенсивности люминесценции. Это позволяет регистрировать спектры ЭПР короткоживущих пар парамагнитных частиц по изменению выхода электронов, дырок, возбужденных молекул. На этом принципе основан новый метод магн. резонанса-двойной магн. резонанс (ДМР). [c.624]
Другим следствием Г-конверсии в радикальных парах в результате передачи электронного спинового момента ядерным спинам является поляризация последних. Синхронный переворот электронных и ядерных спинов при обмене энергией способствует аномальной заселенности даерных зеемановских уровней. Это проявляется либо в эмиссии радиоизлучения в случае избыточной заселенности верхних уровней (отрицательная поляризация), либо в дополнительном поглощении радиоизлучения (положительная поляризация). Эффекты химической поляризации ядер отчетливо проявляются в ЯМР. Они являются причиной радиочастотной генерации, зарегистрированной недавно в реакциях фотопереноса электрона с порфи-рина на хинон (АЛ.Бучаченко, ВЛ.Бердинский).
Методом лазерной масс-спектрометрии исследован изотопный состав легких элементов в речной раковине Мидии . Обнаружено существенное изменение изотопного состава элементов С, О, S, К, С1, Са в наружном и внутреннем слоях раковины. Рассмотрены основные ядерные характеристики исследованных изотопов — спин и магнитный момент ядра, энергия связи нейтрона в ядре, вид ядер. Установлена корреляция между энергией связи нейтронов в ядрах изотопов и аномальным фракционированием изотопов легких элементов в биологическом объекте. Качественно, наблюдаемые в эксперименте, изотопные аномалии объяснены с помощью ядерио-спинового изотопного эффекта. Ил. 4. Табл. 1. Библ, 19 назв. [c.90]
chem21.info
НОБЕЛЕВСКИЕ ПРЕМИИ 2007 ГОДА. ГИГАНТСКОЕ МАГНЕТОСОПРОТИВЛЕНИЕ – ТРИУМФ ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ НАУКИ
Нобелевскую премию 2007 года по физике получили физики из Европы Альбер Фер (Albert Fert) и Петер Грюнберг (Peter Grunberg), независимо друг от друга открывшие эффект гигантского магнетосопротивления (GMR — Giant Magnetoresistance). Это не первая награда ученых: за последние двадцать лет их заслуги отметили Физические общества Америки и Европы, Международный союз по физике и прикладной физике, наградили премией Японский фонд науки и технологии и израильский Фонд Вольфа. Открытие стало важным шагом в развитии технологии хранения информации. За необычайно короткий срок удалось перейти от лабораторных образцов к промышленному использованию эффекта GMR в считывающих головках жестких дисков и сверхчувствительных магнитных сенсорах. Однако, как бы ни было велико практическое значение открытия, нельзя не отметить, что Нобелевская премия по физике 2007 года — это прежде всего триумф фундаментальной науки.Мы с вами — свидетели удивительных достижений последних лет в области компактного хранения информации: размеры жестких дисков уменьшаются, а емкость увеличивается и измеряется уже терабайтами (тысячами миллиардов байт). Однако этот технологический прогресс вряд ли был бы возможен без продолжительных фундаментальных исследований магнитных и квантово-механических свойств материалов.
Еще 150 лет назад британский физик Уильям Томпсон (лорд Кельвин) начал изучать влияние магнитного поля на электрическое сопротивление материалов. В 1857 году он опубликовал статью, в которой описал, как изменяется сопротивление железа в зависимости от направления магнитного поля. Оказалось, что, если пропускать электрический ток вдоль магнитного поля, сопротивление возрастает, а если поперек — уменьшается. Это явление получило название анизотропного магнетосопротивления. На его основе созданы широко используемые на практике магниторезистивные материалы, в частности пермаллой — сплав железа и никеля.
Следующий шаг сделал английский физик Невилл Мотт, получивший в 1977 году Нобелевскую премию по физике “за фундаментальные теоретические исследования электронной структуры магнитных и неупорядоченных систем”. В середине тридцатых годов XX века он обратил внимание коллег на некоторые аномалии переноса электричества в ферромагнетиках, возникающие из-за того, что у электрона, помимо заряда, есть спин.
Понятие “спин” вошло в физику более восьмидесяти лет назад. Спин — это собственный момент вращения электрона (хотя, строго говоря, никакого вращения у электрона нет), его важное квантовое свойство (подробнее см. “Наука и жизнь”, № 11, 2003 г.). Со спином связан и магнитный момент электрона, поэтому его поведение в магнитном материале зависит от направления спина. Большинство электронов выстраиваются так, что их спин направлен вдоль магнитного поля, но некоторая часть электронов имеет противоположно направленный спин. Различия в направлении спинов можно использовать для получения разнообразных магнитоэлектрических эффектов. Однако до последнего времени электроника, используемая в компьютерной и бытовой технике, “эксплуатировала” только заряд электрона. Более того, по словам ирландского физика Майкла Коуи, традиционная электроника игнорировала спин. Это известное высказывание получило название “леммы Коуи”.
Эра спиновой электроники началась в 1988 году, когда было открыто гигантское магнетосопротивление (GMR) в многослойных материалах с чередующимися тонкими слоями ферромагнитных и немагнитных металлов. Толщина отдельного слоя составляет всего несколько атомов. Сопротивление таких образцов велико, если магнитные поля в ферромагнетиках направлены в противоположные стороны, и минимально, когда магнитные поля параллельны.
В чем причина этого эффекта? Электрическое сопротивление проводника тем выше, чем чаще электроны, влекомые электрическим полем, сталкиваются с препятствиями (неоднородностями кристаллической решетки, примесями) и отклоняются от прямого пути. При этом электроны с разнонаправленными спинами при встрече с препятствиями ведут себя немного по-разному. Одни из них, например, те, спины которых совпадают с направлением магнитного поля, тормозятся в меньшей степени, а противоположно направленные — в большей. Какие электроны будут иметь преимущество, зависит от типа магнитного материала, в который специально вводят примеси других веществ. Например, если добавить в никель небольшое количество железа или кобальта, электроны со спином, направленным вниз, будут рассеиваться в 20 раз сильнее, чем электроны, спин которых направлен вверх.
Явление гигантского магнетосопротивления удается наблюдать только в очень тонких пленках. При движении в толстых проводниках электрон успевает сменить направление спина под влиянием разных причин. Предпосылкой к открытию эффекта GMR стали технологии для изготовления тончайших (нанометровых) слоев металла, появившиеся в семидесятые годы XX века. Так что GMR-технологию можно рассматривать как одно из первых применений популярных сегодня нанотехнологий.
Новое научно-технологическое направление, использующее спиновые эффекты, получило название “спинтроника”. Были разработаны спиновые клапаны и магнитные туннельные переходы, которые позволили на порядки увеличить плотность записи информации.
МАГНЕТОСОПРОТИВЛЕНИЕ И ХРАНЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ
В жестких дисках информация накапливается в виде плотно упакованных крошечных областей, намагниченных по-разному. Одно направление намагниченности соответствует логическому “0”, другое — “1”. Для того чтобы обработать информацию, записывающая/считывающая головка сканирует жесткий диск. В погоне за его миниатюризацией ученым и инженерам приходится уменьшать размеры магнитных областей. Это означает, что магнитное поле над поверхностью участка, хранящего один бит информации, становится слабее и его сложнее считывать. И следовательно, для такого плотно упакованного жесткого диска требуется более чувствительная считывающая техника. Первоначально для этих целей использовались катушки индуктивности, и они до сих пор играют важную роль при записи информации на диск. А вот для ее считывания лучше подходят магниторезистивные сенсоры.
До недавнего времени для считывания информации с жесткого диска использовались головки с сенсорами из магниторезистивных материалов, основанных на эффекте анизотропии, обнаруженном лордом Кельвином. Открытие гигантского магнетосопротивления стало чрезвычайно важным шагом в повышении магнитной чувствительности сенсоров.
В качестве примера устройства, использующего эффект GMR, рассмотрим работу спинового клапана. В нем слой немагнитного металла (хром, медь) проложен между двумя слоями ферромагнетика (железа, кобальта, никеля). Первый слой ферромагнетика называется фиксирующим, потому что магнитное поле в нем закрепляет плотно прилегающий слой антиферромагнетика. За проводящим немагнитным слоем следует чувствительный ферромагнитный слой. Магнитное поле фиксирующего ферромагнетика направлено всегда в одну сторону, а чувствительного
— определяется внешним магнитным полем. Если оба этих слоя намагничены в одном направлении, большая часть электронов будет иметь параллельные спины и легко проскочит через “сэндвич”. То есть у образца будет низкое сопротивление. Если магнитные поля у ферромагнитных слоев направлены в противоположные стороны, все электроны будут иметь антипараллельные спины в одном из ферромагнитных слоев, которые рассеиваются в большей степени. Их движение будет затруднено, а сопротивление образца окажется высоким.
Такой спиновый клапан помещают в считывающую головку, сканирующую жесткий диск. У него фиксирована намагниченность первого ферромагнитного слоя, а намагниченность второго ферромагнитного слоя изменяется при изменении магнитного поля жесткого диска. При параллельной намагниченности двух слоев сопротивление образца низкое, и наоборот. Этот скачок сопротивления позволяет с высокой точностью различать два состояния намагниченности системы, которым приписывают логический “0” и “1”.
ВКЛАД АЛЬБЕРА ФЕРА И ПЕТЕРА ГРЮНБЕРГА
Альбер Фер с коллегами исследовал систему из нескольких десятков чередующихся слоев железа и хрома. Чтобы получить должный эффект, ученые проводили эксперименты в условиях почти полного вакуума при низкой температуре. Группа Петера Грюнберга работала с более простой системой, состоящей из двух или трех слоев железа, проложенных слоем хрома.
Фер обнаружил, что электрическое сопротивление пленок уменьшается на 50%, когда относительная намагниченность ферромагнитных слоев изменяется от антипараллельной до параллельной конфигурации при наложении внешнего магнитного поля в условиях низких температур. У Грюнберга показатели меньше — всего 1,5%, но при комнатной температуре (эта цифра выросла до 10% при температуре 5К). Физическая природа эффекта, который наблюдали независимо обе группы ученых, оказалась одинаковой. Ученые констатировали, что наблюдали совершенно новое явление. Альбер Фер был одним из тех, кто предложил теоретическое объяснение гигантского магнетосопротивления и в своей первой публикации 1988 года указал, что открытие может иметь большое значение для практики. Петер Грюнберг также отметил практический потенциал явления и одновременно с публикацией своих научных исследований в 1989 году предусмотрительно оформил патенты в Германии, Европе и США.
Но для широкого применения новой технологии требовалось разработать промышленный процесс получения тончайших слоев. Метод, который использовали и Грюнберг, и Фер, был достаточно сложным и дорогим. Он больше подходил для лабораторных исследований, а не для крупномасштабных промышленных разработок. Воплотить фундаментальные разработки в жизнь помогли работы англичанина Стюарта Паркина (Stuart Parkin). Он показал, что для изготовления тонкослойных магнитных “сэндвичей” можно использовать технологию магнетронного распыления, причем при комнатной температуре. И с 1997 года началось производство GMR-головок, которые позволили многократно увеличить емкость жестких дисков.
МАГНИТНАЯ ОПЕРАТИВНАЯ ПАМЯТЬ (MRAM) – ЕЩЕ ОДИН ШАГ ВПЕРЕД
Используя явление магнитного туннельного перехода (MTJ — Magnetic Tunnel Junction), ученые создали еще один спиновый клапан, в котором закрепленный и свободный магнитные слои разделены слоем тонкого изолятора. Электрический ток не проходит через изолятор. Однако если изолирующий слой достаточно тонкий, то электроны способны просачиваться через барьер. Этот квантово-механический эффект называется туннелированием. Большое магнетосопротивление в магнитных туннельных переходах наблюдали при комнатных температурах в 1995 году несколько исследователей. Магнитный туннельный переход уже применяется в считывающих головках новейшего поколения.
На использовании MTJ-эффекта основана еще одна революционная технология — магнитная оперативная память MRAM (Magnetic Random Access Memory). Это быстродействующая память с низким электропотреблением, высоким быстродействием и высокой плотностью записи. Поскольку работа MRAM зависит от намагниченности ферромагнитного слоя, то ее содержимое не исчезает при отключении электропитания.
Более того, в отличие от обычной динамической памяти (DRAM) и ферромагнитной (FRAM) на работу MRAM не влияет ионизирующее излучение. Поэтому ее можно с успехом использовать в космической технике.
Что касается суммарной величины магниторезистивного эффекта, который используется на практике, то она достигает нескольких десятков процентов, хотя магнитное поле над жестким диском всего в 10—20 раз превосходит небольшое магнитное поле Земли. При этом современный бит информации имеет буквально нанометровый размер. Экспериментируя со слоями образцов, ученые смогли довести величину магнетосопротивления до сотен процентов и обещают увеличить ее еще на порядок.
Фундаментальные исследования магнитных явлений продолжаются: вслед за гигантским магнетосопротивлением было открыто колоссальное магнетосопротивление, которое возникает в перовскитах (например, LaMnO3) в очень сильных магнитных полях. Затем обнаружили эффект экстраординарного магнетосопротивления, основанный на изменении орбитального движения электронов в магнитном поле.
Открытие гигантского магнетосопротивления и развитие спинтроники — отличный пример, когда фундаментальная наука и новая технология переплетаются и укрепляют одна другую. Возможность работать с тонкими пленками, толщиной в несколько атомов, появилась благодаря развитию нанотехнологических методов. Теперь же дальнейшее изучение GMR-эффекта способствует прогрессу нанотехнологий.
КОММЕНТАРИЙ
ПЯТЬ ЭФФЕКТОВ ФИЗИКИ МАГНИТНЫХ ЯВЛЕНИЙ
Прокомментировать выдающееся событие в области магнетизма — награждение Нобелевской премией по физике исследователей, открывших явление гигантского магнетосопротивления, — мы попросили вице-президента Магнитного общества России профессора кафедры общей физики и магнитоупорядоченных сред физического факультета Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова, доктора физико-математических наук Александра Метталиновича ТИШИНА.
Надо отметить, что в физике магнитных явлений можно насчитать всего пять групп эффектов, подобных явлению гигантского магнетосопротивления. Эти эффекты либо уже широко используются, либо близки к применению.
Во-первых, магнитооптические эффекты (Керра, Фарадея), приводящие к повороту плоскости поляризации луча света, проходящего через магнитное вещество или отраженного от него.
Во-вторых, эффект магнитокристаллографической анизотропии, приводящий к зависимости магнитных свойств тела от направления приложенного магнитного поля, как следствие воздействия кристаллического поля образца.
В-третьих, явление гигантской магнитострикции — существенное изменение объема и линейных размеров тела при намагничивании.
В-четвертых, обсуждаемый выше эффект гигантского магнетосопротивления.
И, в-пятых, магнитокалорический эффект, который заключается в изменении температуры магнитного материала при его намагничивании или размагничивании во внешнем магнитном поле в адиабатических условиях (при отсутствии теплового обмена с окружающей средой).
В частности, магнитооптический эффект используется при производстве магнитооптических дисков. Эффект магнитной анизотропии применяют для создания высококоэрцитивных постоянных магнитов, таких, например, как неодим-железо-бор (NdFeB), ежегодный выпуск которых составляет 40—50 тыс. тонн.
Безусловно, большинство из этих явлений были известны более ста лет назад. Но эффект гигантского магнетосопротивления, который нашел наиболее широкое практическое применение (большинство жестких дисков компьютеров содержат спиновые клапаны), занимает особое место среди них. В этом смысле его можно сравнить только с явлением магнитной анизотропии, ведь постоянные магниты используются повсюду — от мобильных телефонов и компьютеров до автомобилей. В последнем вы можете найти от 30 до 70 узлов (в зависимости от комплектации), в которых установлены постоянные магниты.
По моему мнению, одним из наиболее близких по коммерческому потенциалу к GMR-эффек-ту является гигантский магнитокалорический эффект (GMCE). GMCE, как и GMR-эффект, был открыт около 18 лет назад и запатентован группой профессоров и сотрудников нашей кафедры (С. А. Никитин, Г. М. Мяликгулыев, А. М. Тишин и др., Авторское свидетельство SU 1746162 A1, 1990). GMCE достигает значения -7 К/Тл в сплавах FeRh. Сегодня в мире создано около тридцати прототипов магнитных холодильников для области комнатных температур, в большинстве из которых используются рабочие тела, предложенные нами. Созданные устройства демонстрируют крайне высокую эффективность магнитного охлаждения — до 60% от цикла Карно (теоретически она может достигать 80—90 % от цикла Карно, а в современных бытовых фреоновых холодильниках — на уровне 10—13%!). Поскольку рабочие тела в магнитных холодильниках — твердотельные магнитные материалы, то такие холодильники будут компактными и экологически чистыми, ведь в них отсутствует фреон.
(Более подробная информация об GMCE — в книге A. M. Tishin, Y.I. Spichkin. The Magnetocaloric Effect and Its Applications. Institute of Physics Publishing, Ltd., Bristol & Philadelphia, 2003, 475 p.)
Наука и жизнь // Иллюстрации
Альбер Фер (Albert Fert), Университет Париж-Сюд (Париж).
Петер Грюнберг (Peter Grunberg), Исследовательский центр города Юлиха (Германия).
За два с небольшим десятка лет плотность записи данных на жестких дисках многократно возросла.
Сопротивление проводника электрическому току возникает из-за того, что электроны рассеиваются, сталкиваясь с неоднородностями материала.
Когда проводник с магнитными свойствами помещен в магнитное поле, спин большинства электронов направлен параллельно магнитным линиям.
Принцип работы спинового клапана.
Эффект туннельного магнетосопротивления возникает в “сэндвиче”, состоящем из двух ферромагнитных слоев, разделенных нанометровым слоем изолятора или полупроводника.
‹
›
www.nkj.ru
Яна Теллера эффект спин-орбитального взаимодействия
Некоторые ученые, включая самого Теллера, утверждают, что эффект Яна — Теллера отсутствует, если состояние по какой-либо причине расщепляется. Другие считают, что сочетание ян-теллеровского искажения с другими факторами устраняет вырождение. В связи с последним утверждением возникает вопрос если вырожденное состояние расщепляется, обусловлено ли это ян-теллеровским искажением, искажением, вызванным компонентами более низкой симметрии, или спин-орби-тальным взаимодействием Поскольку часто величины перечисленных эффектов сравнимы (200—2000 см ), можно сказать, что расщепление обусловлено некоторой неопределенной комбинацией этих трех эффектов. Однако в состояниях Е ян-теллеровские искажения, как правило, больще, чем в состояниях Г, поэтому в последних обычно доминирует спин-орбитальное взаимодействие. [c.87]ЗсР н. с.) (окт.). Ион ЗсР (н. с.) (окт.) имеет конфигурацию поэтому к нему применимы те же рассмотрения, включающие расщепление Яна—Теллера, что и в случае ЗсР (окт.). Примером ЗсР (н. с.) (окт.) может служить ион № + в АЬОз [318]. Ни спин-орбитальное взаимодействие, ни тригональное поле не снимают орбитального вырождения системы в то же время искажение, обусловленное эффектом Яна—Теллера, снимает орбитальное вырождение. Выше 50 К изотропный -фак-тор равен 2,146. При понижении температуры до 4,2 К спектр ЭПР иона № + становится сильно анизотропным. Анизотропия объясняется преимущественно тем, что каждая из статически искаженных конфигураций дает индивидуальный вклад в спектр ЭПР иона. [c.363]
В большинстве свободных радикалов орбитальные вклады в магнитные моменты очень малы либо вследствие того, что молекулы обладают низкой симметрией, либо из-за снятия вырождения в результате эффекта Яна — Теллера в тех случаях, когда симметрия молекулы допускает существование вырожденных уровней энергии. Кроме того, спин-орбитальное взаимодействие в свободных радикалах часто очень мало. Поэтому значения примерно равны величине для свободного электрона [c.364]
ИЛИ тетрагонального искажения расщепляется на два состояния, связанных спин-орбитальным взаимодействием. В полях тетраэдрической симметрии для ионов с конфигурацией следует ожидать более коротких времен релаксации и больших величин расщепления в нулевом поле, потому что состояния, которые образуются при расщеплении состояния Eg, не связаны спин-орбитальным взаимодействием и искажения, обусловленные эффектом Яна — Теллера, для состояний Eg больше, чем для состояний Tzg. [c.412]
Кроме того, характер расщепления может в сильной степени зависеть от спин-орбитального взаимодействия. По этой причине во многих современных учебниках неорганической химии говорится, что какой-либо факт может быть обусловлен эффектом Яна — Теллера, но возможно и другое объяснение … [c.77]
Этот тип хромофоров характеризуется наличием иона металла с незаполненным -уровнем в комбинации с особыми донорными атомами. Такую хромофорную группу, которая содержится в комплексных соединениях переходных металлов, обычно можно обозначить символом МХп, где М — центральный ион и X — донорный атом. Приписываемые этим хромофорным группам полосы поглощения обусловлены переходами, которые сильно локализованы на ионе, обладающем незанятым -уровнем такие переходы можно назвать – -переходами. Так как у -электронных хромофоров эти переходы происходят между состояниями с одним и тем же квантовым числом четности, они являются запрещенными по правилу Лапорта и становятся разрешенными в результате колебательно-электронного взаимодействия, причем молярные коэффициенты погашения находятся в пределах 1—200 л/(моль-см). Эти полосы характеризуются значительной полушириной — вплоть до 350 им. Столь существенное уширение полосы вызвано искажением симметрии, спин-орбитальным взаимодействием и эффектом Яна— Теллера. Нарушение симметрии происходит главным образом в случае систем с различными донорными атомами. Как уже говорилось выше, основная идея теории кристаллического поля основана на микросимметрии системы, т. е. предполагается, что расщепление состояний иона переходного металла зависит преимуще- [c.71]
Если даже ограничиться рассмотрением только октаэдрических комплексов переходных металлов первого ряда, то и для них имеется большое разнообразие, так как у них может быть до 10 -электронов и до 5 неспаренных электронов. При анализе спектров ЭПР этих систем необходимо знать число указанных электронов, рассматривать возможные эффекты Яна — Теллера и крамерсовское вырождение (см. выше). Для переходных металлов второго и третьего рядов спин-орбитальное взаимодействие возрастает, так что наблюдение и интерпретация спектров ЭПР их комплексов становится еще гораздо труднее. [c.72]
Следует упомянуть о двух других эффектах, возникающих в чисто электростатическом кристаллическом поле. Оба они приводят к усложнению описанной нами простой картины. Первый эффект, называемый спин-орбитальным взаимодействием, относится к взаимодействию между магнитным моментом движущегося по орбите электрона (орбитальным магнитным моментом) и спином. При наличии одного электрона, как в приведенном выше примере иона Т1(П1) в комплексе [И(Н20)бР , спин-орбитальное взаимодействие снимает вырождение уровней t2g. Такое расщепление, однако, обычно мало, (исключение — тяжелые атомы) [35а]. Второй эффект известен под названием эффекта Яна — Теллера [168]. Эти авторы по- [c.305]
Спин-орбитальное взаимодействие и эффект Яна—Теллера могут вызвать появление широких полос за счет снятия вырождения основных термов, например и Г. Следует отметить, что если вырождение было уже снято, например статическим полем лигандов низкой симметрии (как в комплексе с неэквивалентными лигандами) или за счет спин-орбитального взаимодействия, то эффект Яна—Теллера не имеет места. [c.491]
В химии комплексов переходных металлов эффект Яна — Теллера является существенным лишь в случае неодинаковой занятости е -орбиталей. Хотя неодинаковое заполнение 2й-орбиталей также должно привести к искажению, несвязывающий характер этих орбиталей способствует тому, что такое искажение комплекса будет малым. Практически обычно существуют другие причины, устраняющие вырождение этих орбиталей (например, спин-орбитальное взаимодействие или кристаллические силы). [c.321]
Исключение из этого соотношения было обнаружено лишь для некоторых радикалов с дважды орбитально вырожденным электронным основным состоянием [62, 63]. Такие отклонения объясняют эффектом Яна—Теллера, который приводит к усилению спин-орбитального взаимодействия [64—66]. [c.366]
ООО и ряд слабых пиков около v aк 20 ООО см” . Двойная полоса отнесена к переходу в слабом поле T g -> Eg, расщепление объясняется эффектом Яна— Теллера [63,65]. Тетраэдрические комплексы [РеС14] в различных растворителях исследованы Фурлани с сотр. [66]. Группа полос наблюдалась в ближней инфракрасной области 3 ООО—6 ООО см , наиболее интенсивная полоса Vмaк = 4 ООО см отнесена к переходу Е — при интерпретации спектра учитывалось спин-орбитальное взаимодействие [c.119]
По нашим соображениям многие из рассмотренных выше возможностей возникают потому, что вырождение свободного иона снимается только под влиянием возмущения, обусловленного кубическим полем в действительности же значительная часть вырождения снимается и под влиянием других возмущений, как-то снин-орбитального взаимодействия, взаихлю-действия с ближайшими соседями в кристалле и т. д. Правда, в большинстве случаев расщепление вследствие спин-орбитального взаимодействия мало по сравнению с возможной величиной расщепления, обусловленного эффектом Яна—Теллера, а поэтому последний эффект следует учитывать в первую очередь по сравнению с спин-орбитальным взаимодействием. В этой [c.242]
Предсказанные структуры, за одним или двумя исключениями, прекрасно согласуются с известными. Установлено, что VGI4, -система, является правильным тетраэдром, несмотря на то, что основное состояние симметрии и эффект Яна—Теллера предсказывают искажение до [ 3]. Иногда находят, что NI I42 , высокоспиновый -комплекс, имеет конфигурацию Dad, как и предсказывалось [54], а иногда — конфигурацию Тd- В последнем случае, вероятно, спин-орбитальное взаимодействие снимает вырождение основного состояния Тх [55]. [c.215]
Кооперативный эффект Яна—Теллера (или псевдоэффект Яна— Теллера) — единственный случай, когда абсолютное статическое искажение Яна —Теллера проявляется непосредственно. Для орбитально вырожденных центров в кристалле ближайшее окружение должно быть искаженным либо статически (ниже температуры фазового перехода), либо динамически (выше этой температуры). Поэтому, если известно, что для данного координационного центра вибронное взаимодействие велико, то знание его пространственной конфигурации в кристалле при данной температуре позволяет ответить на вопрос произошел ли уже (ниже этой температуры) фазовый переход в состояние разупорядоченных искажений, или нет Конечно, при этом следует учитывать все другие (мешающие или способствующие) эффекты, такие, например, как рассмотрен ное выше влияние низкосимметричных искажающих возмущений, спин-орбитальное взаимодействие (для Г-терма) и др. [c.293]
В табл. 18 приведены параметры спнн-гампльтониана некоторых комплексов, центральный ион которых имеет конфигурацию d . Если кристаллическое поле обладает октаэдрической симметрией, то основное состояние вырождено и состоит из двух орбитальных состояний, не связанных спин-орбитальным взаимодействием. Можно ожидать, что для этого состояния искажение, обусловленное эффектом Яна — Теллера, будет большим, и ЭПР можно наблюдать при температурах, значительно более высоких, чем температура жидкого гелия. При симметрии кристаллического поля, близкой к октаэдрической, ЭПР иона Си -+ наблюдается, хотя линия поглощения широкая. Еслн же искажение кристаллического поля значительное, то линии ЭПР узкие даже при комнатной температуре. Так как тригональное искажение не может снять вырождения основного состояния, то искажение должно быть тетрагональным или ромбическим. При тетрагональной симметрии искажение может сводиться к удлинению связей вдоль оси z. При этом основным состоянием становится состояние с неспаренным электроном на орбитали (ху) и в рамках метода кристаллического поля компоненты -тензора определяются равенствами [c.427]
Динамический эффект Яна—Теллера в спектрах парамагнитного резонанса фактор орбитального сокращения и частичное погащение спин-орбитального взаимодействия. [c.196]
К причинам, вызывающим снижение симметрии комплексов, принадлежит в первую очередь эффект Яна — Теллера [10]. Согласно теореме Яна и Теллера, молекула или комплекс, обладающие орбитально вырожденным основным состоянием, претерпевают искажение, снимающее это вырождение. Расположение лигандов становится таким, что комплекс обладает и более низкой симметрией и более низкой энергией в основном состоянии. Однако предсказать влияние этого эффекта на спектры поглощения очень трудно, можно лишь утверждать, что он приведет либо к уширению полос, либо даже к их расщеплению. Другими причинами снижения симметрии комплексов в растворах являются воздействие растворителя, влияние спин-орби-тальных взаимодействий (главным образом для ионов редких земель, так как константа I для элементов группы железа обычно мала по сравнению с величиной полного расщепления уровней ЮОд) и влияние электронноколебательных взаимодействий. [c.112]
chem21.info
Эффекты спин-орбитального взаимодействия в двумерном электронном газе
1. G. Bastard, Wave mechanics applied to semiconductor heterostructures, Les Ulis: Les Editions de Physique, 1988.
2. E.L. Ivchenko, G.E. Pikus, Superlattices and other heterostructures: Symmetry and optical phenomena, Springer-Verlag, 1995 2nd edition, 1997].
3. Оптическая ориентация, под ред. Б.П. Захарчени и Ф. Майера, Наука, Л., 1989.
4. R. Fiederling, М. Keim, G. Reuscher, W. Ossau, G. Schmidt, A. Waag, L. W. Molenkamp, Injection and detection of spin-polarized current in a light-emitting diode // Nature 402, 787 (1999).
5. H.J. Zhu, M. Ramsteiner, H. Kostial, M. Wassermeier, H.-P. Schonherr, and K.H. Ploog, Room-temperature spin injection from Fe into GaAs // Phys. Rev. Lett. 87, 016601 (2001).
6. A.T. Hanbicki, B.T. Jonker, G. Itskos, G. Kioseoglou, and A. Petrou, Efficient electrical spin injection from a magnetic metal/tunnel barrier contact into a semiconductor // Appl. Phys. Lett. 80, 1240 (2002).
7. M. Oestreich, M. Bender, J. Hubner, D. Hagele, W.W. Ruhle, Th. Hartmann, P.J. Klar, W. Heimbrodt, M. Lampalzer, K. Volz and W. Stolz, Spin injection, spin transport and spin coherence // Semicond. Sci. Technol. 17, 285 (2002).
8. Semiconductor Spintronics and Quantum Computation, eds. D.D. Awschalom, D. Loss, and N. Samarth, Springer, Berlin, 2002.
9. P.B. Парфеньев, М.Л. Шубников, Чтения памяти А.Ф. Иоффе, 1990 г., сб. научных трудов, Наука, СПб., 1993.
10. Yu.A. Bychkov and E.I. Rashba, Oscillatory effects and the magnetic susceptibility of carriers in inversion layers //J. Phys. C: Solid State Phys. 17, 6039 (1984).
11. С.И. Дорожкин, Е.Б. Олынанетский, Особенности осцилляций Шубникова -де Гааза в двумерных системах с сильным спин-орбитальным взаимодействием. Дырки на поверхности Si (110) // Письма в ЖЭТФ 46, 399 (1987).
12. J. Luo, Н. Munekata, F.F. Fang, and P.J. Stiles, Observation of the zero-field spin splitting of the ground electron subband in GaSb/InAs/GaSb quantum wells // Phys. Rev. В 38, 10142 (1988).
13. J. Luo, H. Munekata, F.F. Fang, and P.J. Stiles, Effects of inversion asymmetry on electron energy band structures in GaSb/InAs/GaSb quantum wells // Phys. Rev. В 41, 7685 (1990).
14. В. Das, D.C. Miller, S. Datta, R. Reifenberger, W.P. Hong, P.K. Bhattacharya, J. Singh, and M. Jaffe, Evidence for spin splitting in InGaAs/InAlAs heterostructures as B^0 // Phys. Rev. В 39, 1411 (1989).
15. В. Das, S. Datta, and R. Reifenberger, Zero-field spin splitting in a two-dimensional electron gas // Phys. Rev. В 41, 8278 (1990).
16. P. Ramvall, B. Kowalski, and P. Omling, Zero-magnetic-field spin splittings in AlGaAs/GaAs heterojunctions // Phys. Rev. В 55, 7160 (1997).
17. F.F. Fang and P.J. Stiles, Effects of a tilted magnetic field on a two-dimensional electron gas // Phys. Rev. 174, 823 (1968).
18. T.P. Smith III and F.F. Fang, g factor of electrons in an InAs quantum well // Phys. Rev. В 35, 7729 (1987).
19. R.J. Nicholas, R.J. Haug, K.v. Klitzing, and G. Weimann, Exchange enhancement of the spin splitting in a GaAs-GaxAll-xAs heterojunction // Phys. Rev. В 37, 1294 (1988).
20. S.J. Koester, K. Ismail and J.O. Chu, Determination of spin- and valley-split energy levels in strained Si quantum wells // Semicond. Sci. Technol. 12, 384 (1997).
21. D.R. Leadley, R.J. Nicholas, J.J. Harris, and C.T. Foxon, Critical collapse of the exchange-enhanced spin splitting in two-dimensional systems // Phys. Rev. В 58, 13036 (1998).
22. S. Brosig, K. Ensslin, A.G. Jansen, C. Nguyen, B. Brar, M. Thomas, and H. Kroemer, InAs-AlSb quantum wells in tilted magnetic fields // Phys. Rev. В 61, 13045 (2000).
23. S.A. Yitkalov, H. Zheng, K.M. Mertes, M.P. Sarachik, and T.M. Klapwijk, Small-angle Shubnikov-de Haas measurements in a 2D electron system: The effect of a strong in-plane magnetic field // Phys. Rev. Lett. 85, 2164 (2000).
24. V.M. Pudalov, M. Gershenson, H. Kojima, N. Butch, E.M. Dizhur, G. Brunthaler, A. Prinz, G. Bauer, Low-density spin susceptibility and effective mass of mobile electrons in Si inversion layers // Phys. Rev. Lett. 88, 196404 (2002).
25. E.N. Adams and T.D. Holstein, Quantum theory of transverse galvano-magnetic phenomena // J. Phys. Chem. Solids 10, 254 (1959).
26. Т. Андо, А. Фаулер, Ф. Стерн, Электронные свойства двумерных систем, Мир, М., 1985.
27. А.А. Абрикосов, Гальваномагнитные явления в металлах в квантовом пределе // ЖЭТФ 56, 1391 (1969).
28. Т. Ando, Theory of quantum transport in a two-dimensional electron system under magnetic fields. IV. Oscillatory conductivity // J. Phys. Soc. Japan 37, 1233 (1974).
29. A. Isihara and L. Smrcka, Density and magnetic field dependences of the conductivity of two-dimensional electron systems //J. Phys. С 19, 6777 (1986).
30. Г.Е. Пикус, В.А. Марущак, A.H. Титков, Спиновое расщепление зон и спиновая релаксация носителей в кубических кристаллах А1ПВУ (обзор) // ФТП 22, 185 (1988).
31. М.И. Дьяконов, В.Ю. Качоровский, Спиновая релаксация двумерных электронов в полупроводниках без центра инверсии // ФТП 20, 178 (1986).
32. Ю.А. Бычков, Э.И. Рашба, Свойства двумерного электронного газа со снятым вырождением спектра // Письма в ЖЭТФ 39, 66 (1984).
33. Л.Г. Герчиков, А.В. Субашиев, Спиновое расщепление подзон размерного квантования в несимметричных гетероструктурах // ФТП 26, 131 (1992).
34. G. Lommer, F. Malcher, and U. Rossler, Spin splitting in semiconductor heterostructures for B^O // Phys. Rev. Lett. 60, 728 (1988).
35. E.A. de Andrada e Silva, Conduction-subband anisotropic spin splitting in III-V semiconductor heterojunctions // Phys. Rev. В 46, 1921 (1992).
36. В. Jusserand, D. Richards, G. Allan, C. Priester, and B. Etienne, Spin orientation at semiconductor heterointerfaces // Phys. Rev. В 51, 4707 (1995).
37. F.G. Pikus and G.E. Pikus, Conduction-band spin splitting and negative magnetoresistance in A3B5 heterostructures j j Phys. Rev. В 51, 16928 (1995).
38. N.S. Averkiev and L.E. Golub, Giant spin relaxation anisotropy in zinc-blende heterostructures // Phys. Rev. В 60, 15582 (1999).
39. Ю.А. Бычков, В.И. Мельников, Э.И. Рашба, Влияние спин-орбитального взаимодействия на спектр 2D-электронов в наклонном магнитном поле // ЖЭТФ 98, 717 (1990).
40. Е.Е. Takhtamirov and V.A. Volkov, Zero spin splitting of Landau levels in 2D electron systems: role of sign of Lande factor // Proc. 10th Int. Symp. “Nanostructures: Physics and Technology”, p. 307, St. Petersburg, Russia, 2002.
41. Э.И. Рашба, Свойства полупроводников с петлей экстремумов. I. Циклотронный и комбинированный резонанс в магнитном поле, перпендикулярном плоскости петли // ФТТ 2, 1224 (1960).
42. А.А. Абрикосов, Л.П. Горьков, И.Е. Дзялошинский, Методы квантовой теории поля в статистической физике, Физматгиз, М. (1962).
43. N.S. Averkiev, L.E. Golub, S.A. Tarasenko and M. Willander, Theory of magneto-oscillation effects in quasi-two-dimensional semiconductor structures // J. Phys.: Condens. Matter 13, 2517 (2001).
44. Л.Д. Ландау, E.M. Лифшиц, Квантовая механика, Наука, М., 1973.
45. G. Lampel, Nuclear dynamic polarization by optical electronic saturation and optical pumping in semiconductors // Phys. Rev. Lett. 20, 491 (1968).
46. R.R. Parsons, Band-to-band optical pumping in solids and polarized photoluminescence // Phys. Rev. Lett. 23, 1152 (1969).
47. А.И. Екимов, В.И. Сафаров, Оптическая ориентация носителей при межзонных переходах в полупроводниках // Письма в ЖЭТФ 12, 293 (1970).
48. Б.П. Захарченя, В.Г. Флейшер, Р.И. Джиоев, Эффект оптической ориентации электронных спинов в кристалле GaAs // Письма в ЖЭТФ 13, 195 (1971).
49. В.Л. Берковец, А.И. Екимов, В.И. Сафаров, Оптическая ориентация в системе электронов и ядер решетки в полупроводниках. Эксперимент // ЖЭТФ 65, 346 (1973).
50. М.И. Дьяконов, В.И. Перель, Оптическая ориентация в системе электронов и ядер решетки в полупроводниках. Теория // ЖЭТФ 65, 362 (1973).
51. С. Hermann, G. Lampel, Measurement of the g-factor of conduction electrons by optical detection of spin resonance in ^-type semiconductors // Phys. Rev. Lett. 27, 373 (1971).
52. М.И. Дьяконов, В.И. Перель, О возможности оптической ориентации равновесных электронов в полупроводниках // Письма в ЖЭТФ 13, 206 (1971).
53. А.И. Екимов, В.И. Сафаров, Наблюдение оптической ориентации равновесных электронов в полупроводниках п-типа // Письма в ЖЭТФ 13, 251 (1971).
54. D.T. Pierce, F. Meier, and P. Ziircher, Negative electron affinity GaAs: A new source of spin-polarized electrons // Appl. Phys. Lett. 26, 670 (1975).
55. В.JI. Альперович, В.П. Белиничер, В.Н. Новиков, А.С. Терехов, Поверхностный фотогальванический эффект в арсениде галия // Письма в ЖЭТФ 31, 581 (1980).
56. И.А. Меркулов, В.И. Перель, М.Е. Портной, Выстраивание импульсов и ориентация спинов фотовозбужденных электронов в квантовых ямах // ЖЭТФ 99, 1202 (1990).
57. И.А. Акимов, Д.Н. Мирлин, В.И. Перель, В.Ф. Сапега, Выстраивание импульсов и ориентация спинов фотовозбужденных электронов в GaAs при переходе от двумерных к трехмерным структурам // ФТП 35, 758 (2001).
58. A.M. Данишевский, Е.Л. Ивченко, С.Ф. Кочегаров, В.К. Субашиев, Оптическая ориентация по спину и выстраивание импульсов дырок в p-InAs // ФТТ 27, 710 (1985).
59. S.D. Ganichev, E.L. Ivchenko, S.N. Danilov, J. Eroms, W. Wegscheider, D. Weiss, and W. Prettl, Conversion of spin into directed electric current in quantum wells // Phys. Rev. Lett. 86, 4358 (2001).
60. Л.Е. Воробьев, Д.А. Фирсов, В.А. Шалыгин, Оптические свойства полупроводников: Учебное пособие, ЛПИ, Л., 1989.
61. Л.Е. Воробьев, Е.Л. Ивченко, Д.А. Фирсов, В.А. Шалыгин, Оптический свойства наноструктур, Наука, СПб., 2001.
62. Е. Towe, L.E. Vorobjev, S.N. Danilov, Yu.V. Kochegarov, D.A. Firsov, D.Y. Donetsky, Hot-electron far-intrared intrasubband absorption and emission in quantum wells // Appl. Phys. Lett. 75, 2930 (1999).
63. R.Q. Yang, J.M. Xu, and M. Sweeny, Selection rules of intersubband transitions in conduction-band quantum wells // Phys. Rev. В 50, 7474 (1994).
64. R.J. Warburton, C. Gauer, A. Wixforth, J.P. Kotthaus, B. Brar, and H. Kroemer, Intersubband resonances in InAs/AlSb quantum wells: Selection rules, matrix elements, and the depolarization field // Phys. Rev. В 53, 7903 (1996).
65. U. Ekenberg, Nonparabolicity effects in a quantum well: Sublevel shift, parallel mass, and Landau levels // Phys. Rev. В 40, 7714 (1989).
66. M.O. Manasreh, F. Szmulowicz, T. Vaughan, K.R. Evans, C.E. Stutz, D.W. Fischer, Intersubband transitions in quantum wells, Ed. by E. Rosencher et al., New York: Plenum Press (1992).
67. A.J. Sengers, L. Tsang, and K.J. Kuhn, Optical properties due to intersubband transitions in n-type quantum wells including the effects of the exchange interaction // Phys. Rev. В 48, 15116 (1993).
68. E.E. Takhtamirov and V.A. Volkov, On “forbidden”interconduction-subband optical transitions in semiconductor quantum wells // Phys. Low-Dim. Struct. 1/2, 95 (1997).
69. E.M. Лифшиц, Л.П. Питаевский, Статистическая физика, ч.2, Физматлит, М., 2000.
70. Г.Е. Пикус, А.Н. Титков, Спиновая релаксация носителей при оптической ориентации в полупроводниках, Оптическая ориентация, под. ред. Б.П. Захар-чени, Ф. Майера, Наука, Л., 1989.
71. В. Карпус, Энергетическая и импульсная релаксация двумерных носителей заряда при взаимодействии с деформационными акустическими фононами // ФТП 20, 12 (1986).
72. Н.С. Аверкиев, Теория упругости и основы динамики кристаллической решетки: Учебное пособие, Изд-во СПбГТУ, СПб., 2002.
73. E.JI. Ивченко, Ю.Б. Лянда-Геллер, Г.Е. Пикус, Ток термализованных носителей, ориентированных по спину // ЖЭТФ 98, 989 (1990).
74. P.Y. Yu, М. Cardona, Fundamentals of semiconductors, Springer-Verlag, Berlin, 1996.
75. E.O. Kane, Band structure of indium antimonide )j J. Phys. Chem. Solids 1, 249 (1957).
76. P.A. Сурис, Пограничные состояния в гетеропереходах // ФТП 20, 2008 (1986).
77. B.JI. Бонч-Бруевич, С.Г. Калашников, Физика полупроводников, Наука, М., 1977.
78. Е.Л. Ивченко, Ю.Б. Лянда-Геллер, Г.Е. Пикус, Фототок в структурах с квантовыми ямами при оптической ориентации свободных носителей // Письма в ЖЭТФ 50, 156 (1989).
79. Н.С. Аверкиев, М.И. Дьяконов, Ток, обусловленный неоднородностью спиновой ориентации электронов в полупроводнике // ФТП 17, 629 (1983).
80. А.А. Бакун, Б.П. Захарченя, А.А. Рогачев, М.Н. Ткачук, В.Г. Флейшер, Обнаружение поверхностного фототока, обусловленного оптической ориентацией электронов в полупроводнике // Письма в ЖЭТФ 40, 464 (1984).
81. E.L. Ivchenko, A.A. Kiselev, M. Willander, Electronic g-factor in biased quantum wells j j Solid State Commun. 102, 375 (1997).
82. C.M. Рыбкин, И.Д. Ярошецкий, Увлечение электронов фотонами в полупроводниках, в сб. Проблемы современной физики, Наука, JL, 1980.
83. С.М. Рыбкин, Фотоэлектрические явления в полупроводниках, Физматгиз, М., 1963.
84. Ж. Панков, Оптические процессы в полупроводниках, Мир, М., 1973.
85. E.JI. Ивченко, Г.Е. Пикус, Фотогальванические эффекты в полупроводниках, в сб. Проблемы современной физики, Наука, JL, 1980.
86. В.И. Белиничер, Б.И. Стурман, Фотогальванический эффект в средах без центра инверсии // УФН 130, 415 (1980).
87. Б.И. Стурман, В.М. Фридкин, Фотогальванический эффект в средах без центра симметрии и родственные явления, Наука, М., 1992.
88. Э.М. Баскин, Л.И. Магарилл, М.В. Энтин, Фотогальванический эффект в кристаллах без центра инверсии // ФТТ 20, 2432 (1978).
89. А.В. Андрианов, Е.Л. Ивченко, Г.Е. Пикус, Р.Я. Расулов, И.Д. Ярощецкий, Линейный фотогальванический эффект в дырочном арсениде налия // ЖЭТФ 81, 2080 (1981).
90. Е.Л. Ивченко, Г.Е. Пикус, Новый фотогальванический эффект в гиротропных кристаллах // Письма в ЖЭТФ 27, 640 (1978).
91. V.I. Belinicher, Space-oscillating photocurrent in crystals without symmetry center // Phys. Lett. A 66, 213 (1978).
92. В.М. Аснин, А.А. Бакун, A.M. Данишевский, ЕЛ. Ивченко, Г.Е. Пикус, А.А. Рогачев // Письма в ЖЭТФ 28, 80 (1978).
93. Н.С. Аверкиев, В.М. Аснин, А.А. Бакун, A.M. Данишевский, ЕЛ. Ивченко, Г.Е. Пикус, А. А. Рогачев, Циркулярный фотогальванический эффект в теллуре.
94. Теория // ФТП 18, 639 (1984).
95. Н.С. Аверкиев, В.М. Аснин, А.А. Бакун, A.M. Данишевский, ЕЛ. Ивченко, Г.Е. Пикус, А.А. Рогачев, Циркулярный фотогальванический эффект в теллуре.1.. Эксперимент // ФТП 18, 648 (1984).
96. S.G. Ganichev, Н. Ketterl, W. Prettl, E.L. Ivchenko, L.E. Vorobjev, Circular photogalvanic effect induced by monopolar spin orientation in p-GaAs/AlGaAs multiple-quantum wells // Appl. Phys. Lett. 77, 3146 (2000).
fizmathim.com
#чтиво | Что такое спин?
После того, как мы выяснили, что такое абсолютный ноль и можно ли восстановить информацию о том, что ела черная дыра, на повестке дня появился еще один интересный вопрос. Вопрос сложный, поскольку лежит в области квантовой физики. Звучит он примерно так:
«Что, черт возьми, такое спин?»
Что еще за спин?
Если вы думаете, что экспрессия была лишней, вы ошибаетесь. Спин — одна из тех странных вещей в квантовой механике, пытаясь понять которые, вы думаете, что интуиция и личный жизненный опыт вам помогут. Но это не так. Напротив, ваша интуиция более вероятно упадет на колени перед вами. Попробуйте не доверять ей.
Начнем с того, что у всех частиц есть фундаментальный спин. Спин — «ось» от английского spin. Так же, как электрический заряд или масса, спин помогает определить тип частицы.
Некоторые частицы, вроде электронов, позитронов и кварков (протоны и нейтроны состоят из кварков, также фундаментальных частиц Стандартной модели), обладают спином ½. Они известны как «фермионы». Другие, фотоны, глюоны, а также W- и Z-частицы, обладают спином 1. Они известны как «бозоны». Очевидно, фермионы и бозоны ведут себя по-разному.
Если все это время вы согласно кивали, тонкий голосок у вас в голове, наверное, говорил что-то типа «полспина чего?». Стоит отметить, к внутреннему голосу по-хорошему нужно прислушиваться, поэтому давайте поговорим о том, как работает спин электрона.
Это как маленький гироскоп, но не совсем.
Почему электроны? Потому что если вы поймете, что такое спин электрона, все остальное будет простым. Попробуйте представить, что электрон — это маленький гироскоп. Он вращается и вертится без остановки. Вне зависимости от того, что вы делаете с ним, вы не можете замедлить или ускорить вращение электрона; вы просто можете изменить его положение.
Что бы вы ни делали, у электрона всегда будет спин ½. Но ½ чего? Числа, известного как «приведенная постоянная Планка». Это очень маленькое число. Очень.
Вот вам первый странный факт. Обычно вы можете замедлить вращающееся тело. Супермен смог остановить вращение Земли, например.
С другой стороны, мы имеем дело с маленьким вращающимся гироскопом. Угловой момент — это одна из тех постоянных величин, которые сводят с ума физиков. При изменении направления спина электрона, угловой момент передается куда угодно — от орбиты до другого электрона.
hi-news.ru
spin effect — с английского на русский
spin effect — sukinio reiškinys statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. spin effect vok. Spineffekt, m rus. спиновый эффект, m pranc. effet de spin, m … Fizikos terminų žodynas
Spin wave — Spin waves are propagating disturbances in the ordering of magnetic materials. These low lying collective excitations occur in magnetic lattices with continuous symmetry. From the equivalent quasiparticle point of view, spin waves are known as… … Wikipedia
Spin (public relations) — Spin doctor redirects here. For the rock band, see Spin Doctors. In public relations, spin is a form of propaganda, achieved through providing an interpretation of an event or campaign to persuade public opinion in favor or against a certain… … Wikipedia
Spin casting — or Centrifugal Rubber Mold Casting (CRMC) is a method of utilizing centrifugal force to produce castings from a rubber mold. Typically, a disc shaped mold is spun along its central axis at a set speed. The casting material, usually molten metal… … Wikipedia
Spin isomers of hydrogen — Spin Isomers of Molecular Hydrogen Molecular hydrogen occurs in two isomeric forms, one with its two proton spins aligned parallel (orthohydrogen), the other with its two proton spins aligned antiparallel (parahydrogen).[1] At room temperature… … Wikipedia
spin — [spin] vt. spun, spinning [ME spinnen < OE spinnan, akin to Ger spinnen < IE base * (s)pen(d) , to pull, draw, spin > Lith spéndžiu, to lay a snare & (prob.) L pendere, to hang] 1. a) to draw out and twist fibers of (wool, cotton, etc.)… … English World dictionary
Spin polarized scanning tunneling microscopy — (SP STM) is a specialized application of scanning tunneling microscopy (STM) that can provide detailed information of magentic phenomena on the single atom scale additional to the atomic topology gained with STM. SP STM was developed by Roland… … Wikipedia
spin-off — /spin awf , of /, n. 1. Com. a process of reorganizing a corporate structure whereby the capital stock of a division or subsidiary of a corporation or of a newly affiliated company is transferred to the stockholders of the parent corporation… … Universalium
effect — [n1] result aftereffect, aftermath, backlash, backwash, can of worms*, causatum, chain reaction*, conclusion, consequence, corollary, denouement, development, end, end product, event, eventuality, fallout, flak*, follow through, follow up, fruit … New thesaurus
Spin Hall effect — The Spin Hall Effect (SHE) is a transport phenomenon predicted by the Russian physicists M.I. Dyakonov and V.I. Perel in 1971 [1,2] . It consist of an appearance of spin accumulation on the latteral surfaces of a current carrying sample, the… … Wikipedia
Spin (flight) — In aviation, a spin is an aggravated stall resulting in rotation about the center of gravity wherein the aircraft follows a downward corkscrew path. Spins can be entered unintentionally or intentionally, from any flight attitude and from… … Wikipedia
translate.academic.ru
Новости :: Wilson Spin effect
13.01.2016
автор Тимур Таци
QSpin Effect — это разве не очередная струнная формула? Нет, дело не только в снижении количества поперечных струн. Их расположение стратегически рассчитано на оптимальное движение и лучшую отдачу, что повышает скорость вращения. Кроме того, для ракеток с технологией Spin Effect мы оптимизировали конструкцию и момент инерции, а также укрепили обод в стратегически важных местахQЭтими ракетками разрешено играть?
AНесмотря на то, что ракетки из серии Spin создают невероятное вращение, играть ими разрешено: они полностью одобрены Международной федерацией тенниса.У них есть другие преимущества, кроме скорости вращения мяча?
Да, помимо скорости вращения, которая помогает лучше контролировать мяч, вы также получаете запас высоты над сеткой, к тому же мяч быстрее падает в пределах корта: все это понижает шанс на случайную ошибку. Кроме того,
вы сможете бить сильнее и под более острым углом, повысите шансы выиграть с первой подачи и додавить соперника второй QРакетка с технологией Spin Effect меня не слушается. Что делать? Чтобы максимально использовать возможности наших ракеток, используйте струны из полиэстера или гибридной конструкции. Мы рекомендуем следующие варианты: Luxilon 4G — самые долговечные, Wilson RipSpin (в продаже с 2014 года) — если вам нужно больше вращения, либо гибридные струны Wilson, чтобы лучше чувствовать мяч. Кроме того, на ракетки с технологией Spin Effect рекомендуется туже натягивать струны, чем на классические модели. В нашей конструкции они по-иному скользят и взаимодействуют с мячом. Рвутся ли быстрее струны на ракетках Spin Effect?
Это может случиться, если вы любите сильные удары, особенно в случае струнной формулы 16×15. Тем не менее, есть несколько решений этой проблемы. Мы рекомендуем использовать более долговечные струны из полиэстера, а также новые струны с большим калибром. Можете быть уверены, они прослужат максимально долго.
15 калибр имеют следующие струны: RipSpin, Spin Duo, NXT DuraMax, Syn Gut Power, Luxilon 4G, Luxilon Alu PowerQА у других брендов есть такие же ракетки, или ракетки с похожими характеристиками? Я слышал,
что Prince ESP и Vortex выпускают модели с хорошей скоростью вращения. Чем отличаются от них ракетки с технологией Spin Effect?
Spin Effect — запатентованная технология Wilson. Другие бренды могут рекламировать ракетки, которые повышают скорость вращения мяча, но только с нашими ракетками вам не придется менять замах.
Это доказано нашими тестами на радаре Trackman Doppler. У прочих брендов нет возможностей, которые могут дать такое вращение, их рекламные находки — не технология, которую можно запатентовать. ‘ QС каким усилием лучше натягивать струны на ракетки Spin Effect?
На ракетки с технологией Spin Effect рекомендуется туже натягивать струны, чем на классические модели: в нашей конструкции они по-иному скользят и взаимодействуют с мячом. Как и в классических моделях, меньшее натяжение повысит силу удара и глубину промятия струнной поверхности, тогда как большее усилие даст лучший контроль над мячом и меньшее промятие. Для ракеток со струнной формулой 16×15 мы рекомендуем натяжение 25–29 кг
(за исключением модели Steam 105S, для которой подойдет натяжение 25–30 кг). Для ракеток со струнной формулой 18×16 рекомендованное натяжение составляет 23–27 кг.
Что мне даст выбор струнной формулы 16×15? Струнная формула 16×15 позволяет бить сильнее и лучше закручивать мяч, а также повышает скорость возврата и является более комфортной QЯ взял в руки две ракетки Spin Effect в разных магазинах и получил совершенно разные ощущения. Одна показалась очень удобной, а вторая — нет. В чем дело?
AПричины могут быть разными. Мы рекомендуем использовать струны из полиэстера или гибридной конструкции, чтобы
полностью раскрыть возможности наших ракеток. Струны на второй ракетке, возможно, сделаны не из синтетических жил, либо не многоволоконные. Кроме того, на ракетки с технологией Spin Effect рекомендуется туже натягивать струны, чем на классические модели: в нашей конструкции они по-иному скользят и взаимодействуют с мячом. Возможно, струны на второй ракетке были натянуты не так туго, либо провисли с течением времени. В таких случаях ракетки Spin Effect может быть трудно контролировать. QМне вполне хватает скорости вращения моей ракетки. Зачем нужно дополнительное?
В наши дни скорость вращения решает исход игры. На вопрос, зачем игроку большая скорость вращения, может ответить Надаль, который старается бить перед собой с максимальным вращением. Мяч, который вращается быстро, труднее отбить, и легче сделать при этом ошибку. QЯ предпочитаю плоские удары. Как ракетки Spin Effect смогут улучшить мою игру?
Spin Effect — первая технология в большом теннисе, которая действительно повышает скорость вращения мяча при том, что игрок не меняет замах. Даже те, кто предпочитает плоские удары, заметят, как повысилась скорость вращения мяча. QУ Wilson появилось столько разных ракеток с технологией Spin Effect. Как выбрать ту, что подойдет именно мне?
AНа данный момент ракетки с технологией Spin Effect имеются в каждом модельном ряду Wilson. Вам нужна большая сила удара или лучший контроль? Это можно оценить с помощью оси «Сила–Контроль».
Обзор подготовлен компанией Амерспортс РУС. Все права защищены. AmerSports Russia (c)
racketlon.ru
