Quelltext der Seite Quantenpunkt-Spinventil

[[Datei:Spinvalve.svg|mini|Schematische Darstellung<br/>eines Quantenpunkt-Spinventils]]
[[Datei:Quantenpunkt-Spinventil.svg|mini|Spindynamik auf dem Quantenpunkt]]
Ein '''Quantenpunkt-Spinventil''' (engl. ''Quantum-Dot Spin Valve'') ist ein bislang nur theoretisch beschriebenes, aber noch nicht experimentell realisiertes, [[mesoskopisch]]es, [[Spintronik|spintronisches]] [[Elektronisches Bauelement|Bauelement]]. Mögliche Anwendungen liegen im Bereich der [[Quantencomputer]] bzw. in der [[Datenspeicher #Magnetische Speicherung|magnetischen Speicherung von Information]].

Es besteht aus einem Einzelniveau-[[Quantenpunkt]], der über [[Tunneleffekt|Tunnelbarrieren]] an [[Ferromagnetismus|ferromagnetische]] [[Elektrode]]n gekoppelt ist, deren [[Magnetisierung]]en in beliebige Richtungen <math>\mathbf{n}_L</math> und <math>\mathbf{n}_R</math> zeigen können.

Wird an das System eine Transport[[Elektrische Spannung|spannung]] <math>V</math> angelegt, können [[Elektron]]en beispielsweise von links auf den Quantenpunkt tunneln. Da in der linken Elektrode mehr Elektronen mit [[Spin]] in Richtung <math>\mathbf{n}_L</math> als mit Spin in Richtung <math>-\mathbf{n}_L</math> vorhanden sind, wird das getunnelte Elektron vorzugsweise einen Spin in erstere Richtung haben. Um den Quantenpunkt in die rechte Elektrode verlassen zu können, ist vorzugsweise ein Spin in Richtung <math>\mathbf{n}_R</math> nötig. Deshalb wird sich aufgrund der [[Drehimpuls #Drehimpulserhaltung|Drehimpulserhaltung]] auf dem Quantenpunkt im stationären Fall ein Spin in Richtung <math>\mathbf{n}_L-\mathbf{n}_R</math> einstellen. Dieser führt nun durch das [[Pauliverbot]] dazu, dass der Transport durch das Quantenpunktspinventil blockiert wird.

Daneben gibt es aufgrund der [[Coulombwechselwirkung]] der Elektronen auf dem Quantenpunkt ein magnetisches Austauschfeld, das eine [[Präzession]] des Spins auf dem Quantenpunkt bewirkt. Dies führt dazu, dass der Spin([[erwartungswert]]) betragsmäßig kleiner und aus seiner ungünstigen, den Transport blockierenden Richtung gedreht wird, was letzten Endes den Spinventileffekt reduziert.<ref>Matthias Braun, Jürgen König, Jan Martinek: ''Theory of transport through quantum-dot spin valves in the weak-coupling regime.'' In: ''Physical Review B.'' 70, 2004, {{DOI|10.1103/PhysRevB.70.195345}}. {{arXiv|cond-mat/0404455}}</ref>

== Quellen ==
<references/>

[[Kategorie:Quantenphysik]]
[[Kategorie:Festkörperphysik]]