UFRJ Pós-graduação em Física • Física de Partículas Elementares e Campos • Física Nuclear e Hadrônica • Astrofísica e Cosmologia • Física Atômica, Molecular e Óptica • Física da Matéria Condensada Universidade Federal do Rio de Janeiro Pós-graduação em Física INSCRIÇÃO Do dia 01 de outubro ao dia 14 de novembro Mestrado: Serão aceitos candidatos graduados em Física ou áreas afins e graduandos que comprovarem a conclusão do curso em época compatível com o calendário do Instituto de Física da UFRJ. Doutorado: Serão aceitos candidatos que concluíram o Mestrado em Física, mestrandos que tenham completado os créditos necessários e graduados que se candidatem ao doutorado direto. Mestrado e Doutorado: O exame de seleção constará de: I - prova escrita, II - exame de língua estrangeira, III - entrevista pessoal e/ou por escrito. Poderão solicitar dispensa da prova escrita os candidatos que apresentarem comprovação do título de mestre ou que comprovarem a defesa da tese de mestrado em época compatível com o calendário do IF-UFRJ. Existe a possibilidade de aplicação de provas em outros estados ou países mediante justificativa do candidato. O conteúdo da prova escrita abrangerá conhecimentos do ciclo básico do Curso de Física. Biliografia sugerida: • Halliday D, Resnick R e Krane KS, Física, vols. 1, 2, 3 e 4, Ed. LTC; • Nussenzveig M, Curso de Física Básica, vols. 1, 2, 3 e 4, Ed. Edgard Blucher. Áreas de Pesquisa: O programa de pós-graduação da UFRJ possui conceito 7 na avaliação da CAPES. Oferece bolsas da CAPES e do CNPq, além da possibilidade de bolsas concedidas diretamente aos pesquisadores e bolsas CLAF e FAPERJ www.if.ufrj.br/~pos/pos.html PROCESSO SELETIVO 1 Friday, October 17, 2008
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UFRJ Pós-graduação em Física
• Física de Partículas Elementares e Campos• Física Nuclear e Hadrônica• Astrofísica e Cosmologia• Física Atômica, Molecular e Óptica• Física da Matéria Condensada
Universidade Federal do Rio de JaneiroPós-graduação em FísicaINSCRIÇÃODo dia 01 de outubro ao dia 14 de novembroMestrado: Serão aceitos candidatos graduados em Física ou áreas afins e graduandos que comprovarem a conclusão do curso em época compatível com o calendário do Instituto de Física da UFRJ.Doutorado: Serão aceitos candidatos que concluíram o Mestrado em Física, mestrandos que tenham completado os créditos necessários e graduados que se candidatem ao doutorado direto.
Mestrado e Doutorado: O exame de seleção constará de: I - prova escrita, II - exame de língua estrangeira, III - entrevista pessoal e/ou por escrito.Poderão solicitar dispensa da prova escrita os candidatos que apresentarem comprovação do título de mestre ou que comprovarem a defesa da tese de mestrado em época compatível com o calendário do IF-UFRJ. Existe a possibilidade de aplicação de provas em outros estados ou países mediante justificativa do candidato.O conteúdo da prova escrita abrangerá conhecimentos do ciclo básico do Curso de Física. Biliografia sugerida:• Halliday D, Resnick R e Krane KS, Física, vols. 1, 2, 3 e 4, Ed. LTC;• Nussenzveig M, Curso de Física Básica, vols. 1, 2, 3 e 4, Ed. Edgard Blucher.
Áreas de Pesquisa:O programa de pós-graduação da UFRJ possui conceito 7 na avaliação da CAPES. Oferece bolsas da CAPES e do CNPq, além da possibilidade de bolsas concedidas diretamente aos pesquisadores e bolsas CLAF e FAPERJ
www.if.ufrj.br/~pos/pos.html
PROCESSO SELETIVO
1Friday, October 17, 2008
Mini-curso de Spintrônica
V Escola de Matogrossense de Física
Tatiana G. Rappoport UFRJhttp://www.if.ufrj.br/~tgrappoport
• 500 (14.5 meV/T) para elétrons •2000 (57.9 meV/T) para buracos
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Diodo LED
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DMS + normal semiconductor
Usando o fator g gigante nos DMS na injeção de spin
Detecção utilizando polarização da luz
Fiederling et al. Nature (1999)
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Polarização de spin
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O mesmo com GaMnAs
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Relaxação de spin
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Equações de Bloch
€
∂M x
∂t= γ (
r M ×
r B ) − M x
T2+ D∇2M x
∂M y
∂t= γ (
r M ×
r B ) −
M y
T2+ D∇2M y
∂M z
∂t= γ (
r M ×
r B ) − M z − M z
0
T1+ D∇2M x
€
r B (t) = B0ˆ z +
r B ⊥ (t)
€
γ = µBg / h
Equações fenomenológicas que descrevem a dinâmica do spin
zBz
Bx
M
yx
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• T1 é o tempo que leva para a magnetização longitudinal alcançar o equilíbrio.
• T2 é o tempo que leva para um conjunto de spins eletronicos é, inicialmente precessionando em fase em torno de um campo longitudinal, perder sua fase devido a flutuações na frequência de precessão.
• Na maioria dos casos T1=T2= τs
• Existe também um tempo de descoerência de um único spin τsc
(importante para computação quântica)
Temos de relaxação
t
t
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Mecanismos de relaxação
• Mecanismo de Elliot-Yafet– Metais, semicondutores com gap pequeno (InSb)
e semicondutores com inversão de simetria (Si)• Mecanismo de D’yakonov-Perel’
– III-V (GaAs) e II-VI (ZnSe) tipo n • Mecanismo de Bir-Aronov-Pikus
– III-V (GaAs) do tipo p• Mecanismo de interação Hiperfina
– Decoerência de um único spin em elétrons localizados
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Mecanismo de D’yakonov-Perel
• Spin órbita sem simetria de inversão : Ek↑ ≠ Ek↓
HHLH
CB
SO
E
k
A separação de spin pode ser descrita com a introdução de um campo magnético intrínseco B(k) dependente de k
€
H(k) =12
hσ ⋅Ω(k)
Os elétrons precessionam com uma frequência de Larmor Ω(k)=(e/m) B(k)
A Hamiltoniana é dada por
Espalhamento depende de k (relaxação de momento é τp)
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•Ponto de vista dos elétrons: spins precessam em torno de campos magnéticos flutuantes.
•Magnitude e direção dos campos muda aleatóriamente depois de cada colisão (τp)
•Spin sofre uma rotação de um ângulo de δφ=Ωav τp entre collisões
•A fase do spin segue um random walk! (φ(t)= δφ (t/ τp)1/2)
•Definição: φ(τs)=1 → τs =1/(Ωav2 τp )
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Mecanismo de Bir-Aronov-Pikus
• Relaxação de spin dos elétrons de conducão em semicondutores dopados do tipo p
• Interação de troca entre os elétrons e os buracos:
• Probabilidade de espalhamento com Spin-flip depende do estado do buraco.
• τs∝1/Np or τs∝1/(Np)1/3
• O mecanismo coexiste com D’yakonov-Perel’ e domina a temperaturas muito baixas e amostras altamente dopadas
€
H = AS ⋅ Jδ (r)
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Relaxação de spin no GaAs
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GaAs Quantum well
Temperatura ambiente
Previsão para o QW com DP
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O que ocorre após a injeção do spin?
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Testando o comprimento de relaxação do spin
Kikkawa, D.D. Awschalom, Nature (1999)
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Resultados
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Outras utilidades do acoplamento spin-órbita
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Efeito Rashba
Spin-órbita
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Campo magnético efetivo
EV
Referencial de Lab.
Beff
Ref. do elétron
I
I
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