Bias voltage control of a molecular spin valve
Bir moleküler spin süzgecinin öngerilim voltajı ile kontrolü
- Tez No: 246738
- Danışmanlar: DOÇ. DR. RAMAZAN TUĞRUL SENGER, PROF. DR. SALİM ÇIRACI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2009
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Bölümü
- Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 71
Özet
Dev manyetik direncin (DMD) kesfedilisi ile spintronik adında yeni bir alanortaya cıktı. Yukunun yanı sıra, elektronun spin serbestlik derecesini dekullanılması daha az enerji tuketen yuksek hızlı aygıtlar tasarlanmasına fırsatverir. Spintronigin ana hedeflerinden biri spin kutuplu akım yaratabilmektir. Birspin durumlu elektronlara ileten ama diger spin durumlu elektronlar icin yalıtkangibi davranan yarım-metalik malzemeler bu amac icin uygun adaylardır. Birbakıma spin suzgeci gibi calısırak ve gecen akım spin kutuplu yaparlar. Karbon gecis metali bilesiklerinin periyodik yapılarının yarım-metal ozelligi ve gecismetali kaplı dogrusal karbon zincirlerinin spin suzgeci ozelligi bizi bu calısmayasevketmistir.Bu calısmada, CrCnCr atomik zincirlerinin spin bagımlı iletkenlik ozellikleriincelenmi¸stir. Uygun elektrotlara baglanmıs CrCnCr manyetik molekulleriningerilim altındaki elektronik ve manyetik ozellikleri calısılmıstır. Tum hesaplamalardurum yogunlugu teorisini, denge dısı Green fonksiyonu tekniginibirlestiren bir metodla yapılmıstır.Tek n sayılı CrCnCr molekullerde C?C bagları kumulenik karakterdeyken,cift sayılı yapılarda poli-alkin karakterdedir. Bu yapılarda Cr atomları Catomları uzerinde net manyetik momentler induklerler. Cift n sayılı yapılardaCr atomları uzerindeki net manyetik momentler birbirlerine ters(AF) olacaksekilde hizalanmayı secerken, tek n sayılı yapılarda birbirlerine paralel(FM)olurlar. Bu durum molekul elektrodlara baglanınca tersine doner. Boylesistemlerin iki uclu iletkenlik hesapları gosterir ki iletkenlik ozellikleri de n'yebaglıdır. Aygıt bolgesinde denge dısı durum yaratan gerilim voltajı, spin-dejeneremolekuler seviyelerin birbirinden ayrılmasına neden olur. Bu durumda iletkenlikozellikleri spine baglı olarak degisir. Tek sayılı CrCnCr iki uclu siteminin temaldurumu belirli bir voltajda AF'den FM'ye degistigi gozlemlenmektedir. Boylelikleba¸slangı¸cta kapalı durumda olan spin suzgeci gerilim altında acılmıs olur.Molekuler bir spin suzgecinden gecen spin kutuplu akımın gerilim voltajı ilekontrolu gosterilmistir. Bu yapılar DMD aygıtlarının molekuler boyutta birbenzeridirler. Bu tur molekuler spin suzge¸cleri geleneksel DMD aygıtlarınıncalısması icin gereken manyetik alanlar olmaksızın da islev gosterebilirler.
Özet (Çeviri)
With the discovery of giant magneto resistance a new field called spintronicsis emerged. Utilizing spin-degree of freedom of the electron as well as its charge,high-speed devices which consumes low energy can be designed. One of the mainconcerns of spintronics is creating spin polarized currents. Half-metallic materials,which conduct electrons of one spin state but behave as an insulator for the otherspin state, are ideal candidates for this purpose. In a way they function as spinvalves,and the current passing through these materials will be spin polarized.The half-metallic property of periodic atomic chains of carbon-transition metalcompounds and spin-valve property of transition metal caped finite carbon linearchains motivated our study. In this work, we analyzed the spin dependenttransport properties of CrCnCr atomic chains. We connected the magneticCrCnCr molecules to appropriate electrodes and studied their electronic andmagnetic properties under applied bias. All the calculations are carried out usinga method which combines density functional theory (DFT) with non-equilibriumGreen?s function (NEGF) technique. For CrCnCr molecules with odd n weobserved cumulenic bond lengths, while the C?C bonds are in polyynic naturefor even n. In these structures Cr atoms induce net magnetic moments on Catoms. The magnetic moment on Cr atoms favors anti-parallel (AF) alignmentfor even n and parallel (FM) alignment for odd n. This situation is invertedwhen the molecules are connected to the electrodes. Two-probe conductancecalculations of such systems reveal that their conductance properties are also ndependent. Finite bias voltages which create non-equilibrium conditions withinthe device region, causes the spin-degenerate molecular levels of the device to beseparated from each other. Then conductance properties of the device becomespin dependent. We observe that the ground state CrCnCr two-probe systemswith odd n changes from AF to FM at a critical voltage. Thus, we have a spinvalvewhich is initially in ?off-state? turned on with applied bias. We achievedto control spin-polarization of the current transmitted through a molecular spinvalvewith applied bias voltage. We showed that they are molecular analogues ofGMR devices. These molecular spin-valve devices function without any need ofan external magnetic field as it is required in conventional GMR devices.
Benzer Tezler
- Tümdevre üretiminde polisilisyumum plazma ortamında aşındırılması
Başlık çevirisi yok
SEMA İMRAHOR İLYAS
- Preparation and characterization of ultra-thin films containing Au and Ag nanoparticles using layer-by-layer deposition technique
Katman-katman kaplama yöntemiyle Au ve Ag nanoparçacıkları içeren ultra-ince filmlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
CAN PINAR CÖNGER
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Kimyaİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiKimya Bölümü
PROF. DR. ŞEFİK SÜZER
- MS ve MIS yapılarının gaz algılama özelliklerinin incelenmesi
Investigation of gas sensing properties of MS and MIS structures
FATİH DUMLUDAĞ
Doktora
Türkçe
2000
Fizik ve Fizik MühendisliğiMarmara ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAFER ZİYA ÖZTÜRK
- Elektrokimyasal ölçümler için potansiyostat tasarımı
Potentiostat design for electrochemical measurements
MURAT ALIBEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektronik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TÜLAY YILDIRIM
- Yük-frekans kontrolunun incelenmesi
Başlık çevirisi yok
CANAN ZOBİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1996
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiY.DOÇ.DR. AYŞEN DEMİRÖREN