基本介紹
- 中文名：自旋工程
- 外文名：Spin engineering
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名詞介紹
自旋工程（Spin Engineering）是控制和操作量子自旋系統去發展器件和材料的工程。包括使用自旋的自由度作為以自旋為基的探針。由於量子自旋對物理和化學過程都有很基礎性的重要，故自旋工程有廣泛的科學和技術套用。現有的例較多；從波色-愛恩斯坦縮合到自旋為基的數據存儲及國家最先進的硬碟驅動；最有效的分析工具，如核磁共振譜儀，發展量子比特的磁分子和磁納米顆粒。自旋工程還利用自旋的功能而設計具有新性能的材料，並提供較好的了解，使普通材料系統得到更好套用。許多化學反應設計，產生具有確定自旋特性的大塊材料或單分子，如單分子磁體。本詞條的目的在於提供集中在量子自旋性質及套用的研究和發展的大慨輪郭。
內容介紹
1.概述
2.研究領域
2.1.自旋電子學
2.1.1基本現象
2.1.2套用
2.2.自旋材料
2.3.自旋為基的探測
定義
由於自旋是基本粒子的基本量子性質之一，它和許多物理和化學現象有關。例如，電子自旋在原子的電子構型中起關鍵作用。它是元素周期表的基礎。鐵磁性的起源也和磁矩密切相關，而磁矩又與自旋及由泡利不相容原理所確定的自旋取向有關。這樣。上世紀初的鐵磁材料工程如鋁鎳鈷可認為是自旋工程的早期例子。雖然當時還沒有自旋的慨念。從一般意義說，自斯特恩-蓋拉赫於1922年第一個自旋特性實驗，隨後保羅·狄拉發展了相對量子力學，自旋工程才變成可能。這些理論第一次包含了電子的自旋和它的磁矩。然而自旋工程的物理要追朔回20世紀初量子化學和物理的突破發現。20年前自旋工程的化學慨念已得到特別接受。目前，研究者集中在特別課題上；如設計和合成分子磁體或其它類型系統，如磁性和化學活性的關係；微結構和金屬力學性質的關係；自旋對生物化學的參與（即感光蛋白），及自旋傳輸等。
研究領域
2.1自旋電子學
自旋電子學是開發固態中電子本徵自旋和它的基本電荷二種性能的器件。它是自旋工程的一部分。自旋電子學可能是自旋工程的最先進領域之一。自旋工程有許多發明；可在終端用戶器件如硬碟器件的讀磁頭中發現。本節包括（分為）自旋電子學的現象和套用。
2.1.1基本現象
。巨磁電阻，隧道磁電阻，自旋閥
。自旋轉移力矩
。自旋注入
。純自旋流
。旋抽
。自旋波，磁振子
。自旋霍爾效應
。自旋卡路略，自旋賽貝克效應。
2.1.2 套用
這節包含自旋電子學現在和將來可能的套用；它可能用一個或幾個基本自旋現象的結合：
。硬碟讀磁頭
。磁電阻隨機存儲存儲器。
。賽道記憶體
。自旋量子計算
。磁振子為基的自旋電子學
材料
自旋材料是由量子自旋決定或受它強烈影晌的材料。
。磁合金,即Heusler合金
。石墨烯系統
。有機自旋材料
。分子納米磁體
。磁分子
。有機自由基
。有人工磁性的超材料
2.3自旋為基的探測
。磁光克爾效應
。核磁共振
。中子散射
。自旋極化光發射
。布里安（Brillouin）光散射
。X-光磁園二色（magnetic circular dichroism）
參考文獻 “Spin engineering” Wikipedia
