Спиновые электроника и ее элементы. План

2.2.6.Сверхтонкое взаимодействие электронов и ядерных спинов
Сверхтонкое взаимодействие электронных и ядерных спинов имеет, как и спин-орбитальное взаимодействие, релятивистскую природу. Для полупровод­ников оно предоставляет дополнительную, по сравнению с металлами, возможность управлять спином электрона не только внешним магнитным полем, но и полем ядер атомов, находящихся в решетке полупроводника. А. Оверхаузер описал взаимодействие электронных и ядерных спинов в конденсированном веществе, исходя из контактного взаимодействия между ними в изолированных атомах сверхтонкое взаимодействие Ферми. Его можно представить в виде
,
где  – дельта функция Дирака, суммирование осуществляется по положениям  всех атомных ядер со спинами  , g – гиромагнитное отношение для электрона, А – константа СТВ. Это взаимодействие эквивалентно сущест­вованию долгоживущего мощного магнитного поля  (поле Оверхаузера), действующего на электронный спин S со стороны поляризованных по спину ядер, распределенных в некоторой области материала. В полупроводниках времена спиновой релаксации ядер весьма велики (102 – 103 с при гелиевых температурах) и намного превышают время спиновой релаксации электронов (~ 10 – 7 с). Это означает, что ядерная деполяризация протекает медленнее по сравнению с электронной. Величина поля Оверхаузера может быть большой, она зависит от типа атомов (через константу СТВ А) и степени поляризации ядерных спинов. В связи с важностью СТВ электронных спинов с ядерными можно выделить в отдельную ветвь ядерную спинтронику. Вместо электронного спина можно использовать спин атомных ядер. В принципе можно создать устройство, в котором свет переносит информацию к ядрам через электроны. Такая ядерная память будет на много порядков плотнее и быстрее, чем традиционная запись информации на полупроводниках. Возможно объединение электроники, фотоники и магнетизма в спиновую фотонику для создания приборов, работающих на частотах порядка терагерц.