Computational design of spin-caloric nanosructures

自旋热量纳米结构的计算设计

基本信息

项目摘要

Modern information technology is based to a great extent on nanometer-sized magnetic systems. Information is stored in magnetic nanostructures that reside on hard disks or in magnetic memories. This information is read-out, and in many cases written-in, by spin-polarized currents, i.e., electrical currents carrying a magnetization. These currents inevitably contribute to heat production and heat transport, summarized with the term “caloric effects.” The inverse phenomenon, i.e. the creation of a spin-polarized electron current due to a heat current that is forced by a temperature gradient, is inevitable as well. We therefore face a coupling between the charge, spin, and heat current in these systems. Such phenomena depend strongly on the type of material, but they also depend on the nanostructure size and geometry because of an effect known as quantum confinement. This is basically caused by the reflection of electrons at the nanostructure boundaries and crucially affects the density of quantum levels of the system. Here we propose a theoretical and computational study of the coupling of charge, spin and heat currents in nanostructured systems, analyzing and possibly optimizing the influence of material type and structure parameters. The study will take place with state-of-the-art quantummechanical methods. We anticipate that at the end of the funding period we will understand how to tune the spin-caloric transport properties of nanostructures to values that are desired for application.
现代信息技术在很大程度上基于纳米尺寸的磁系统。信息存储在位于硬盘或磁性记忆中的磁性纳米结构中。这些信息是读出的,在许多情况下,通过自旋极性电流(即带有磁化强度的电流)写入。这些电流不可避免地有助于加热和热传输,总结了“热量效应”一词。反现象,即由于温度梯度强迫的热电流而导致自旋极化电子电流的产生也是不可避免的。因此,我们在这些系统中的电荷,自旋和热电流之间建立耦合。这种现象在很大程度上取决于材料的类型,但是由于量子约束的作用,它们也取决于纳米结构的大小和几何形状。这基本上是由于电子在纳米结构边界的反射而引起的,并且至关重要。影响系统量子水平的密度。在这里,我们提出了一项理论和计算研究,对纳米结构系统中电荷,自旋和热电流耦合的耦合,对材料类型和结构参数的影响进行分析并进行优化。该研究将使用最先进的量子力学方法进行。我们预计,在资金期结束时,我们将了解如何将纳米结构的自旋 - 旋转传输特性调整到适用于应用所需的值。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

暂无数据

数据更新时间:2024-06-01

Privatdozent Dr. P...的其他基金

Spin scattering of topologically protected electrons at defects
缺陷处拓扑保护电子的自旋散射
  • 批准号:
    237702727
    237702727
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    --
    --
  • 项目类别:
    Priority Programmes
    Priority Programmes

相似国自然基金

基于离心效应的准零刚度旋转俘能器设计与俘能机理研究
  • 批准号:
    52205114
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于离心效应的准零刚度旋转俘能器设计与俘能机理研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
直驱式超磁致伸缩旋转超声加工系统设计理论及其非完全谐振下的振幅稳定性研究
  • 批准号:
    52275441
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目
掰拽喂入式双柔性杆滚筒逆向旋转菠萝采收装置设计理论研究
  • 批准号:
    52175229
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目
旋转机械叶轮型线协同优化设计方法及关键科学问题研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Integrated Control of the Primary and Secondary Coordination Spheres in Synthetic Monooxygenase Mimics: Probing Dioxygen Activation at a Single Metal Site.
合成单加氧酶模拟物中初级和次级配位球的集成控制:探测单个金属位点的双氧活化。
  • 批准号:
    9328564
    9328564
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    --
    --
  • 项目类别:
Structural and dynamic studies of histone tails in chromatin by magnetic resonance spectroscopy
磁共振波谱法对染色质组蛋白尾部的结构和动态研究
  • 批准号:
    9082087
    9082087
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    --
    --
  • 项目类别:
Computational design and modeling of topological insulator-based heterostructures for spin-orbitronics and skyrmionics
用于自旋轨道电子学和斯格明子学的基于拓扑绝缘体的异质结构的计算设计和建模
  • 批准号:
    1509094
    1509094
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    --
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
    Standard Grant
Lpt protein-mediated transport of LPS
Lpt 蛋白介导的 LPS 转运
  • 批准号:
    10016341
    10016341
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    --
    --
  • 项目类别:
Lpt protein-mediated transport of LPS
Lpt 蛋白介导的 LPS 转运
  • 批准号:
    10205081
    10205081
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    --
    --
  • 项目类别: