Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Elektronika spinowa
Course of study:
2014/2015
Code:
IET-1-709-s
Faculty of:
Computer Science, Electronics and Telecommunications
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Electronics and Telecommunications
Semester:
7
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
Stobiecki Tomasz (stobieck@agh.edu.pl)
Academic teachers:
Stobiecki Tomasz (stobieck@agh.edu.pl)
dr inż. Skowroński Witold (skowron@agh.edu.pl)
Module summary

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence
M_K001 Student ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz gotowość podporządkowania się zasadom pracy w zespole i ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania. ET1A_K04 Activity during classes
M_K002 Student ma świadomość ważności zachowywania się w sposób profesjonalny, przestrzegania zasad etyki zawodowej i poszanowania różnorodności poglądów i kultur. ET1A_K03 Activity during classes
M_K003 Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się oraz podnoszenia swoich kompetencji zawodowych. ET1A_K02 Activity during classes
M_K004 Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się oraz podnoszenia swoich kompetencji zawodowych. ET1A_K01 Activity during classes
Skills
M_U001 Student umie integrować odpowiednie prawa i zasady poznane na wykładzie oraz pozyskane z literatury, potrafi dokonywać ich interpretacji, a także wyciągać wnioski. ET1A_U01 Execution of laboratory classes
M_U002 Student potrafi zaplanować i przeprowadzić eksperyment, symulację oraz pomiary charakterystyk elektrycznych, magnetycznych i optycznych. Potrafi również w oparciu o nabytą wiedzę zaprojektować analogowe i cyfrowe układy elektroniczne współpracujące z nanourządzeniem cienkowarstwowym. ET1A_U03, ET1A_U04 Execution of laboratory classes
M_U003 Student potrafi pracować indywidualnie i w zespole, opracować szczegółową dokumentację wyników z realizacji eksperymentu, zawierającą ich analizę i wnioski. ET1A_U02, ET1A_U01 Execution of laboratory classes
Knowledge
M_W001 Student ma podstawową wiedzę w zakresie fizyki i inżynierii materiałowej potrzebną do projektowania i wytwarzania nanourządzeń: elektroniki spinowej. ET1A_W02, ET1A_W05 Execution of laboratory classes,
Completion of laboratory classes
M_W002 Student zna podstawy metod projektowania, wytwarzania, charakteryzowania i testowania nanourzadzeń: spintronicznych (zawory spinowe), pamięci MRAM, oscylatory mikrofalowe. ET1A_W02, ET1A_W01 Execution of laboratory classes,
Completion of laboratory classes
M_W003 Student zna i rozumie podstawy zjawisk fizycznych, na których opierają się metody stosowane w nanotechnologiach systemów cienkowarstwowych dla urządzeń elektroniki spinowej. ET1A_W21, ET1A_W25, ET1A_W01
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Social competence
M_K001 Student ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz gotowość podporządkowania się zasadom pracy w zespole i ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania. + - + - - - - - - - -
M_K002 Student ma świadomość ważności zachowywania się w sposób profesjonalny, przestrzegania zasad etyki zawodowej i poszanowania różnorodności poglądów i kultur. + - + - - - - - - - -
M_K003 Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się oraz podnoszenia swoich kompetencji zawodowych. + - + - - - - - - - -
M_K004 Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się oraz podnoszenia swoich kompetencji zawodowych. + - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Student umie integrować odpowiednie prawa i zasady poznane na wykładzie oraz pozyskane z literatury, potrafi dokonywać ich interpretacji, a także wyciągać wnioski. - - + - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi zaplanować i przeprowadzić eksperyment, symulację oraz pomiary charakterystyk elektrycznych, magnetycznych i optycznych. Potrafi również w oparciu o nabytą wiedzę zaprojektować analogowe i cyfrowe układy elektroniczne współpracujące z nanourządzeniem cienkowarstwowym. - - + - - - - - - - -
M_U003 Student potrafi pracować indywidualnie i w zespole, opracować szczegółową dokumentację wyników z realizacji eksperymentu, zawierającą ich analizę i wnioski. - - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student ma podstawową wiedzę w zakresie fizyki i inżynierii materiałowej potrzebną do projektowania i wytwarzania nanourządzeń: elektroniki spinowej. + - + - - - - - - - -
M_W002 Student zna podstawy metod projektowania, wytwarzania, charakteryzowania i testowania nanourzadzeń: spintronicznych (zawory spinowe), pamięci MRAM, oscylatory mikrofalowe. + - + - - - - - - - -
M_W003 Student zna i rozumie podstawy zjawisk fizycznych, na których opierają się metody stosowane w nanotechnologiach systemów cienkowarstwowych dla urządzeń elektroniki spinowej. + - + - - - - - - - -
Module content
Lectures:

Celem przedmiotu jest przekazanie wiedzy, wykształcenie teoretycznych i praktycznych umiejętności z nanotechnologii cienkowarstwowej w zakresie: elektroniki spinowej. Student potrafi w laboratorium zaprojektować nanourządzenia spintroniczne oraz zmierzyć i przeanalizować ich podstawowe charakterystyki.
Zajęcia w ramach modułu prowadzone są w formie wykładu (14 godzin) oraz ćwiczeń laboratoryjnych (28 godzin). Tematyka wykładu podzielona jest na następujące sekcje:

1. Podstawy fizyczne nanoelektroniki cienkowarstwowej. Technologie wytwarzania i nanostrukturyzacji systemów wielowarstwowych (litografia optyczna, elektronowa, FIB).
2. Elektronika spinowa podstawowe zjawiska:
- proces przemagnesowywania cienkiej warstwy ferromagnetycznej,
– międzywarstwowe magnetyczne sprzężenia wymienne w układach wielowarstwowych,
- zjawiska magnetorezystancyjne w cienkich warstwach: anizotropowy efekt magnetorezystancyjny (AMR), gigantyczna magnetorezystancja (GMR), tunelowa magnetorezystancja (TMR), anomalny efekt Halla.
3. Podstawowe charakterystyki polowe i prądowo-napięciowe: zaworów spinowych GMR i TMR, magnetycznych złącz tunelowych (MTJ).
4. Charakteryzacja magnetyczna i strukturalna układów wielowarstwowych stosowanych w elementach AMR i GMR:
- pomiary pętli histerezy magnetycznej: magnetooptyczny efekt Kerra (MOKE), magnetometr wibracyjny (VSM),
- dyfrakcja rentgenowska XRD, transmisyjna mikroskopia elektronowa (TEM).
5. Urządzenia elektroniki spinowej: czujniki magnetorezystancyjne, dyski i głowice (HDD), pamięci operacyjne (MRAM i STTRAM), oscylatory mikrofalowe (STO), nanoukłady magnetyczne sterowane polem elektrycznym.
6. Aparatura technologiczna do nanoszenia nanostruktur magnetycznych.
7. Aparatura i metody mikro – i nanostrukturyzacji.

Laboratory classes:

1. Wprowadzenie do LabVIEW oraz do systemów pomiarowych.
2. Badania elementów elektroniki spinowej na przykładzie zaworu spinowego GMR i złącza tunelowego TMR – pomiar podstawowych charakterystyk elektrycznych i magnetycznych.
3. Komercyjne czujniki magnetorezystancyjne typu: AMR, GMR i TMR – pomiary charakterystyk.
4. Pomiary pola magnetycznego z użyciem czujnika AMR/GMR.
5. Pomiary natężenia prądu elektrycznego z użyciem czujnika GMR.
6. Pomiary prędkości kątowej z wykorzystaniem czujników AMR/Halla.
7. Pomiar kąta z użyciem czujnika TMR.

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 82 h
Module ECTS credits 3 ECTS
Participation in lectures 14 h
Realization of independently performed tasks 12 h
Participation in laboratory classes 28 h
Preparation for classes 14 h
Preparation of a report, presentation, written work, etc. 14 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Ocena końcowa obliczana jest zgodnie z regulaminem studiów, jako średnia ważona ocen: testu z wykładu i oceny końcowej ćwiczeń laboratoryjnych.

Prerequisites and additional requirements:

• Znajomość: elektromagnetyzmu, optyki i podstaw fizyki ciała stałego (półprzewodniki, magnetyzm)
• Teoria obwodów, podstawy elektroniki analogowej i cyfrowej.
• Znajomość zgadanień z miernictwa elektronicznego
• Podstawowa znajomość środowiska LabVIEW

Recommended literature and teaching resources:

1. Rainer Waser, Nanoelectronics and Information Technology (Advanced Electronic Materials and Novel Devices), Wiley-VCH 2003
2. S. Tumański, Thin Film Magnetoresistive Sensors, IOP Publ., Bristol, 2001
3. T. Stobiecki, Urządzenia elektroniki spinowej, Wydawnictwa AGH (2012)
4. R. Sroka, Instrukcje do ćwiczeń laboratoryjnych dla specjalności pomiary technologiczne i biomedyczne, Wydawnictwa AGH (2010)

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Additional scientific publications not specified

Additional information:

Brak