スピントロニクス理論の基礎/3 のバックアップソース(No.1)

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* 3 スピントロニクスの現象論 [#hbb0ee4a]

** 3-1 電流による磁化反転 [#bfa2e246]

3d 強磁性体では伝導電子もかなり強いスピン分極を受けている。

これは、アップスピンとダウンスピンの電子状態密度がエネルギー方向にずれており、
その結果フェルミレベルでの状態密度に差があることから生じる。

伝導電子のフェルミレベルでの状態密度をアップ &math(n_+); およびダウン &math(n_-); 
と表し、それらの寿命(平均自由行程を決める散乱寿命)をそれぞれ &math(\tau_+,\tau_-); 
とする。

するとスピン依存の電気伝導度は、

&math(\sigma_\pm\equiv e^2n_\pm\tau_\pm/m);

であり、電流密度は

&math(j_\pm=\sigma_\pm E);

と表せる。

ここから電流のスピン分極率は、(3.1)

&math(P\equiv \frac{j_+-j_-}{j_++j_-}=\frac{n_+\tau_+-n_-\tau_-}{n_+\tau_++n_-\tau_-});

で与えられる。&math(P); の値は完全に分極しているとき &math(P=\pm 1); を取り、
分極のない時 (&math(j_+=j_-=j/2);) には &math(P=0); となる。

実験的に、&math(P); が &math(1); に近い値を取りうることが確認されている。

したがって、強磁性金属に電流を流すと、

&math(j_s\equiv j_+-j_-=Pj);

のスピン流が流れることになる。(&math(j=j_++j_-); に注意)

** スピン流のスピン空間での対称性 [#ped5c25b]

「ただしこのスピン流はスピン空間での対称性を持っておらず、
一様磁化の下で磁化方向へ射影したスピン流、つまり断熱成分である」
の意味はよく分からない。文脈からすると、これと対極にあるのが
「SU(2)対称なスピン流」であり、こちらは断熱成分ではないという事になるけれど・・・

ここで見るスピン流が角運動量を運ぶことは明らかに思える。
実際にアップまたはダウンのスピンが流れているから。

文脈からすると、「SU(2)対称なスピン流」では角運動量は運ばれないということになるのだろうか?

** 薄膜磁化の反転 [#ne16dda1]

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