용어의 정의

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스핀분극전류 (spin polarized current)는 업스핀전류-다운스핀전류로 표현된다. 비자성체만으로 구성된 시스템 내에 전류를 흘리면, 전류를 구성하고 있는 전도전자들의 스핀상태가 업 50%와 다운 50%를 갖는다. 따라서 이 경우의 스핀분극전류는 “0”이다. 그러나 자성체에 전류를 흘리면, 자성체의 자화와 같은 방향을 갖는 스핀상태(업스핀)가 반대방향을 갖는 스핀상태(다운스핀)에 비해 많게 되며, 따라서 “0”이 아닌 스핀분극전류를 갖는다. 스핀분극전류를 또 다른 자성체에 주입하면(위 그림), 주입된 전류의 스핀 (1)이 자성체 통과 후 자성체의 자화방향과 같은 스핀 (2)로 바뀌게 된다. 이와 같이 전도전자 스핀방향이 자성체 통과 후 변화하는 현상을 ‘스핀 filter 현상’이라 부르며, 이는 전도전자의 스핀 (s electron)과 자성체 내부의 자화모멘트 (d electron)간의 강력한 교환상호작용 (s-d exchange interaction)에 의해 일어난다. 전도전자의 스핀이 (1)에서 (2)로 바뀌었기 때문에, 스핀 각운동량 보존의 법칙에 의해 자성체의 자기모멘트는 반대방향으로 도는 토크 (3)을 받게 되는데, 이를 스핀전달토크라고 한다.