本論文では、物理学からシステムへのアプローチとしてモジュール式スピン回路を提案している。
まず、スピン輸送と磁化ダイナミクスのモジュールを紹介する。スピン輸送モジュールは4成分の電流と電圧を扱う一般化された回路理論に基づいている。一方、磁化ダイナミクスモジュールは確率的なLandau-Lifshitz-Gilbert (sLLG)方程式を使用して表現される。これらのモジュールを自己無撞着に解くことで、スピントロニクスと磁性の物理学を正確にモデル化できる。
次に、このアプローチの拡張性を示すために、反強磁性共鳴(AFMR)と低バリア磁性体を用いた非局所スピンバルブの例を示す。これらの例では、スピン回路アプローチがAFMRの周波数や低バリア磁性体の相関関係を定量的に再現できることを示している。
最後に、トランジスタとの組み合わせによる機能的なスピン回路の例を示す。確率ビット(p-bit)回路の設計では、スピン回路アプローチが物理ベースのデバイスモデルとCMOS回路を容易に統合できることを示している。さらに、p-bitをデジタルCMOS回路と組み合わせた例では、ランダム性の向上などの興味深い応用例を示している。
全体として、本論文では物理学からシステムまでをカバーするモジュール式スピン回路アプローチの有用性を示している。このアプローチは、新しい材料や物理現象の迅速かつ正確な評価に役立つと考えられる。
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