모듈형 스핀 회로를 이용한 물리학과 시스템 연결

현대 전자공학에서 새롭게 떠오르는 패러다임은 표준 CMOS 기술과 X로 표기된 혁신적인 재료 및 기술의 통합을 요구하는 CMOS + X입니다. 이러한 맥락에서 중요한 도전 과제는 X에 대한 정확한 회로 모델을 개발하여 CMOS 기반 회로 및 시스템에 대한 표준 모델과 호환되도록 하는 것입니다. 이 관점에서 우리는 자기 및 스핀트로닉 재료와 현상을 나타내는 X의 CMOS + X 시스템 클래스 평가에 사용할 수 있는 물리 기반의 실험적으로 검증된 모듈형 회로 모델을 제시합니다. 이 재료 클래스는 일반적인 전하 기반 현상을 넘어 스핀 자유도를 포함하며 비자명한 양자 효과를 동반하기 때문에 특히 도전적입니다. 밀도 행렬에서 시작하여 - 양자 수송의 중심 요소 - 잘 정의된 근사를 사용하여, 일반 회로 이론을 4성분 전류 및 전압(전하 1개, 스핀 3개)으로 일반화하는 스핀 회로를 얻는 것이 가능합니다. 컴퓨팅 스택에서 점진적으로 높은 단계로 올라가는 단계별 예제를 통해, 스핀 회로 접근법이 자성 및 스핀트로닉스의 물리학에서 시작하여 정확한 시스템 수준 평가를 가능케 하는 방법을 설명합니다. 우리는 핵심 접근 방법이 해당 밀도 행렬에서 시작하여 계곡 및 가상 스핀과 같은 다른 양자 자유도를 포함하도록 확장될 수 있다고 믿습니다.