Основные типы магнитных состояний вещества

Спиновая поляризация тока (current spin polarization) P
c
– отношение плотностей 
токов, соответствующих движению свободных электронов или дырок с противоположной 
ориентацией спинов (j
↑
и j
↓
) к их общему току: P
c
 = (j
↑
– j
↓
)/(j
↑ 
+ j
↓
). В однородном по 
свойствам материале P
c
 = P. Это равенство нарушается при переносе носителей заряда через 
структуры, состоящие из материалов с различной спиновой поляризацией свободных 
носителей заряда.
Время спиновой релаксации (spin relaxation time) τ
s
 характеризует динамику процесса 
установления равновесной для данного материала концентрации носителей определенного 
спина – свободных электронов, ядер атомов – после воздействия на него возмущающих 
факторов, каковым могут быть внешнее магнитное поле, изменение температуры, инжекция 
свободных носителей заряда и другие воздействия. Отклонение от равновесной 
концентрации n
0
экспоненциально затухает со временем t: Δn = n
0
exp(–t/τ
s
). Величина τ
s
 
зависит от механизмов спиновой релаксации в данном материале. 
Длина спиновой релаксации электронов 
(spin relaxation length) 
l
s
 
– 
среднее 
расстояние, которое проходят электроны в материале без изменения ориентации своего 
спина. Эта характеристика определяется временем спиновой релаксации электронов τ
s
и 
коррелирует со средней длиной свободного пробега электронов при неупругом рассеянии l
in
, 
поскольку при изменении ориентации спина рассеянного электрона на противоположную 
баланс по импульсу в системе взаимодействующих частиц не сохраняется: l
s
= (l
in
v
F
τ
s
)
1/2
, где 
v
F
– скорость Ферми. Длина спиновой релаксации электронов, как и время их спиновой 

---

52 
релаксации, зависит главным образом от их спин-орбитального и обменного рассеяния. При 
идентичном элементном составе материала в кристаллах она больше, чем в аморфной фазе. 
Следует отличать длину спиновой релаксации от диффузионной длины пробега электронов с 
определенным спином L
s
= (Dτ
s
)
1/2
, где D – коэффициент диффузии электронов, которая 
представляет собой среднее расстояние, которое проходит электрон до аннигиляции с 
дыркой. 
Спиновые волны 
(spin waves)
7
– 
волны 
изменения 
спинового 
порядка 
(распространения намагниченности) в магнитных материалах – ферромагнетиках, 
антиферромагнетиках, ферримагнетиках. Согласно принципу корпускулярно-волнового 
дуализма им соответствуют квазичастицы магноны (magnons). Энергия типичных магнонов 
порядка 5×10
–5
эВ (частоты порядка 10
10
Гц).