В настоящее время спиновая электроника - спинтроника - быстроразвивающаяся область исследований и разработок, которая предлагает компоненты не только сравнимые, но зачастую и превосходящие по своим характеристикам самые современные компоненты, построенные на основе использования электронного заряда.
Для того, чтобы создать компонент, действующий на основе спина, необходимо последовательно внимательно изучить свойства переноса спина в полупроводниках. Так как кремний является наиболее широко применяемым материалом в современной микроэлектронике, изучение спиновой релаксации в кремниевых каналах представляет первостепенный интерес. Механическое напряжение широко используется для увеличения подвижности носителей в современных МОП-структурах. В диссертации k⋅p метод используется для изучения зонной структуры и волновых функций в низкоразмерных электронных системах кремниевых плёнок в присутствии деформации сдвига и спин-орбитального взаимодействия. Аналитические выражения для волновых функций, полученных с помощью четырёхзонного k⋅p гамильтониана построены для прямоугольной потенциальной ямы. Волновые функции используются для вычисления соответствующих матричных элементов спиновой релаксации. Учитываются вклады от шероховатости поверхности и электрон-фононного взаимодействия во время жизни спина. Вырождение двух нижних подзон снимается под действием сдвиговой деформации, что приводит к уменьшению доминирующего вклада от упругого междолинного спинового рассеяния. Таким образом, предсказывается увеличение времени жизни спина более чем на порядок в плёнках кремния, подвергнутых деформации.
Применение кремния в спиновом полевом транзисторе представляет значительный интерес, так как это обещает создать спиновые устройства, используя хорошо развитую технологию обработки кремния. Из-за нарушения симметрии, вызванного анизотропией химических связей на интерфейсах (интерфейсно-инверсионная асимметрия), эффективное спин-орбитальное взаимодействие, определяемое электрическим полем, оказывается сильнее в тонких кремниевых плёнках и пластинах. Показано, что в случае искуственно созданных барьеров Шоттки между истоком/стоком и каналом, модуляция магнетосопротивления остаётся достаточно выраженной даже при комнатной температуре. Для уменьшения длины канала, эффективная масса вдоль него должна быть большой. На основе двухзонной k⋅p модели для зоны проводимости показано что зависимость магнетосопротивления от величины эффективного спин-орбитального взаимодействия в спиновых транзисторах с кремниевым каналом будет сильнее вдоль направления [100]. Это делает их практическое применение более предпочтительным.