Содержание номера

Раздел 1. Методические заметки

Введение в ферромагнитную спинтронику: методические заметки

А.В. Рожков

Аннотация

В статье представлен базовый теоретический материал, закладывающий основу для понимания современных научных исследований в сфере спинтроники. Анализируются следующие вопросы: уравнение Ландау-Лифшица, процессы спиновой диффузии в немагнитных металлах, взаимодействие спинов носителей заряда с намагниченностью проводящего ферромагнетика с помощью учета так называемого переданного спинового момента. Подробно разбирается адиабатическое приближение. Оно позволяет наглядно представить, как электронный ток, протекающий по ферромагнитному проводнику, порождает дополнительный крутящий момент за счет необходимости изменять направление поляризации спинов носителей, выстраивающейся параллельно локальной ферромагнитной намагниченности. Учет поправок к адиабатическому приближению требует включения в модель диссипативных процессов в подсистеме электронных спинов. Диссипация порождает дополнительные и качественно новые вклады в динамическое уравнение для намагниченности ферромагнетика. В работе мы представим два типа решений полученного уравнения эволюции. В частности, будет показано, что протекающий по системе ток разрушает стабильность однородного состояния, при условии, конечно же, что ток достаточно силен. Основная цель данных методических заметок – представить вывод обобщенного уравнения Ландау-Лифшица, учитывающего влияние спинов носителей на динамику ферромагнитной намагниченности, а также проанализировать особенности теоретического формализма и сделанных приближений.

Ключевые слова: спинтроника, уравнение Ландау-Лифшица, переданный спиновый момент, релаксация спинов, неустойчивость однородного состояния

История создания лазера: от идей Планка и Эйнштейна до волоконных и твердотельных систем

Д.К. Высоких

Аннотация

В данной работе описана эволюция идей, предшествующих созданию лазера, — от гипотезы квантования М. Планка и теории вынужденного излучения А. Эйнштейна до современных твердотельных, газовых, волоконных и полупроводниковых систем. Показано, как фундаментальные открытия в квантовой физике были воплощены в реальные приборы усилиями Ч. Таунса, Н. Басова, А. Прохорова, Т. Меймана и других выдающихся учёных. Особое внимание уделено историческим обстоятельствам, повлиявшим на ключевые открытия в лазерной физике. Описаны основные физические и инженерные барьеры, преодолённые при создании первых мазеров и лазерных систем. Подчёркнута роль научной конкуренции, а также влияние военно-промышленного комплекса на ускорение лазерных разработок. Подробно рассмотрены принципы действия мазера на аммиаке, рубинового лазера и последующих типов лазеров, а также решения, позволившие перейти от микроволнового к оптическому диапазону лазерной генерации. Освещается широкое прикладное значение лазерных технологий — от лазерной хирургии и лидаров до космической связи и применения в военно-технических разработках. Статья носит методический характер и будет полезна студентам и аспирантам, изучающим историю физики, а также всем интересующимся развитием лазерных технологий.

Ключевые слова: усиливающая среда, мазер, лазер, вынужденное излучение, обратная связь

Ознакомиться с выпуском журнала можно здесь