自旋轉移

旋 ()，稱磁。旋磁矩，固器件除荷輸運，旋磁矩。興科技術。旋材料，需具較極化率，及較旋弛豫。材料，例磁性半導體、半金屬等，近年來被廣泛的研究，以求能有符合自旋電子元件應用所需要的性質。

驗，基旋旋極化流較厚、固鐵磁層非磁層另薄層納米，納米磁旋波程模式統，強傳遞基旋旋極化流。附達磁存儲器，納米磁產統旋波，源，斷旋脈衝注半導。程稱旋轉移。

，. .論預言旋轉移矩效（- ，）存。旋極化流磁材料，流旋費米附近產影響，磁薄膜磁化矢量改。繼巨磁阻效（）旋，流操控磁材料磁矩，提旋器件集。巨磁阻效反，旋轉移矩效旋極化局域磁矩，視效反效。

自旋轉移矩效應的物理圖像如圖所示，對於一個j明治結構的磁性薄膜，其中一層鐵磁層的磁矩方向被固定，稱為釘扎層或參考層（PinnedLayerorReferenceLayer），另一層鐵磁層為自由層（Free Layer），其磁化方向在自旋極化電流作用下可以改變。

當電子從釘扎層流向自由層(電流從自由層流向釘扎層)時，在釘扎層里，自旋方向與釘扎層磁化方向一致的電子較容易通過，而自旋方向相反的電子被釘扎層散射，這樣經過釘扎層后，電流沿著釘扎層磁化方向被極化；當被自旋極化的電子經過中間層時，由於中問層厚度不大，電子自旋方向可以保持不變；電子到達自由層，自旋方向與自由層磁矩一致的電子進入自由層，並會對自由層的磁矩產生一種力矩，該力矩的作用是使自由層的方向轉向與參考層平行方向；同時與自由層磁化方向相反的電子被反彈回到釘扎層，也產生使釘扎層向自由層反方向轉動的力矩，但釘扎層磁化方向被固定，不能轉動；最終的結果是兩磁性層磁化方向將傾趨向於平行排列。反之，當電子從自由層流向釘扎層（電流從釘扎層流向自由層）時，電子經過自由層后，自旋被極化成與自由層磁矩方向一致，極化電流經過中間層后，在釘扎層界面處發生類似的透射和反射，並在兩鐵磁層中產生相應方向的力矩，但此時由於釘扎層磁化方向不易改變，被認為固定，所以經釘扎層反彈回自由層的電子（極化方向與釘扎層磁化方向相反）起主導作用，因此最終結果是使自由層磁矩方向轉向釘扎層的反方向，兩鐵磁層趨向反平行排列。

這種將電子“拉”進半導體的辦法，將注入的效率提升了40倍。用鐳射脈衝產生自旋極化庫，先在GaAs，再在兩個獨立的實驗中進行試驗，結果表明，不論在外部或是內部建立的電場作用下，從這個庫到其他半導體的自旋注入效率都達到了很高，並且所有被轉移的自旋子（在可以收集到的範圍內）都表現出源庫的性質。這就意味著在特殊情況下，自旋庫就會像“電池”一樣，源源不斷地將自旋極化流輸出界而，直到用盡。在後繼的實驗中甚至發現，在外部電場作用下，P型GaAs能將自旋電子直接注入到n型ZnSe中，它表明，自旋可以在n型和P型材料間很好地轉移。這些就為多功能自旋電子器件（性質可由電場和磁場控制）的研製提供了基礎。