Conferencia del profesor Alfredo Segura en pdf

29 Pages·2008·1.48 MB·Spanish

PPrreemmiioo NNoobbeell ddeell FFííssiiccaa 22000077
MAGNETO-RESISTENCIA GIGANTE:
DEL LABORATORIO AL DISCO DURO DEL PC
• Descubrimiento de la magneto-
resistencia gigante (GMR).
• La GMR ha revolucionado las
técnicas de lectura de datos en
discos duros.
• La GMR ha permitido desarrollar
una nueva generación de sensores y
dispositivos electrónicos.
• La GMR constituye una de las
primeras grandes aplicaciones de la
nanotecnología.
Albert Fert (1938)
Université Paris-Sud Peter Grünberg (1939)
Unité Mixte de Physique CNRS/THALES Forschungszentrum Jülich
Orsay, France Jülich, Germany
EEssqquueemmaa ddee llaa cchhaarrllaa
• Electrónica versus espintrónica
• Aislantes, semiconsuctores, metales
• Tecnología FET-MOS
• Materiales ferromagnéticos
•¿Qué es la magnetorresistencia?
• Magnetorresistencia normal
• Magnetorresistencia gigante en multicapas magnéticas
• La válvula de spin
• Aplicaciones a la lectura de datos
• Memorias RAM basadas en válvulas de spin
• Otras consecuencias y desarrollos
TECNOLOGÍA MOS
DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES MAGNETISMO
Memoria RAM
Disco duro
Procesador
Unidades USB
Discos flexibles
Discos ópticos
OPTOELECTRÓNICA
MAGNETISMO:
LÁSERES/FOTODIODOS
SEMICONDUCTORES
Espín
¿ESPINTRÓNICA?
ELECTRÓNICA: carga/corriente
BBaannddaass ddee eenneerrggííaa eenn llooss ssóólliiddooss
AISLANTE SEMICONDUCTOR METAL
EE EE EE
EE 55--1100 eeVV
EE 00..0055--33
EE gg EE gg
FF EE
FF eeVV
FF
NN((EE))
NN((EE)) NN((EE))
Metal o
Metales de transición
semimetal
EE
EE
dd
EE
EE
FF
FF
ss
NN((EE))
NN((EE))
TECNOLOGÍA MOS: Transistor FET-MOS
+ 5 V + 5 V
D
D
n n
+ 5 V G
G
M p
O p M
O
n n S
S
S
S
R >10MΩ R ≈0
DS DS
Bit MOS
+ 5 V
I ≈0
I ≈ I
DS1
DS2 max
D D
V ≈5V 1 2 V ≈0
D1 D2
Ley de Moore
G G
1 2 S
S
2
1
MMaatteerriiaalleess mmaaggnnééttiiccooss
CCoonnttiieenneenn ááttoommooss ddee eelleemmeennttooss ddee ttrraannssiicciióónn ((ccaappaass dd
iinnccoommpplleettaass:: CCrr,, MMnn,, FFee,, CCoo,, NNii)) oo ttiieerrrraass rraarraass ((ccaappaass ff
iinnccoommpplleettaass:: GGdd,, NNdd,, EEuu,, eettcc))
ω
r
l = m r2ωur mr = IS ur = e πr2ur
e l
2π
r
u
e
r
r
m = l
l
2m
e
e
m = L = µ L
h m = gµ S ≅ 2µ S
l B
2m S B B
e
22
11
5 5
MMnn ((33dd5544ss22)) 00 L = 0 S = J = m = 5µ
B
2 2
--11
--22
MMaatteerriiaalleess ppaarraammaaggnnééttiiccooss
r r
B = 0 B ≠ 0
BB
r r
M = 0 M ≠ 0
MMaatteerriiaalleess MMaatteerriiaalleess
ffeerrrroommaaggnnééttiiccooss aannttiiffeerrrroommaaggnnééttiiccooss
r
r B = 0
B = 0
r
r M = 0
M ≠ 0