大野英男
大野英男（，），日本物理学家，專長自旋電子學，現為第22任日本東北大學總長（校長）。 大野教授被譽為磁性半导体之父，兩度名列引文桂冠。 生平 1954年12月18日，大野英男出生於日本東京都。生父是化學家、北海道大學名譽教授大野公男。 1973年北海道札幌南高等學校畢業，1976年東京大學工學部畢業。1981年獲得工學博士學位（東京大學）。 1983年擔任北海道大學工學部講師，1988年擔任IBM客座研究員，1994年轉任東北大學工學部…
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共 27 篇文章
自旋倾斜
一些反铁磁材料在接近绝对零度的温度下表现出非零磁矩。这种效应归因于自旋倾斜，通过这种现象，自旋绕其轴线倾斜一个小角度而不是精确地共线。 自旋倾斜是由于两个因素相互竞争形成的：各向同性交换将使自旋反平行，而由相对论效应（自旋轨道耦合）引起的反对称交换将使自旋彼此呈90°。 其最终结果是形成了一个微小的扰动，而其程度取决于所受的影响的相对强度。 在许多族群中可以观察到这种效应，如赤铁矿。 参考文献
氮-空位中心
氮-空位中心 (N-V 中心 或 NV 中心)，有时也称作NV色心， 是金刚石 中的一种点缺陷。 其最常被研究和应用的性质是光致发光，用以观察其自旋状态。氮-空位中心的自旋 局域在原子尺度，可以在室温下通过外加电场、磁场、微波辐射或光来进行操控，使其光致发光强度产生共振。这些共振现象与电子自旋的量子纠缠、自旋轨道耦合和Rabi振荡等相关，可以用量子光学理论进行分析理解。 单个的氮-空位中心也可用作量子计算机的基本单元——量子比特。氮-空…
超导现象
中的超導體，具有極大工業潛力]] 超导现象（）是指材料在低于某一温度时，电阻变为零的现象，而这一温度称为超导转变温度（Tc）。超导现象的特征是零电阻和完全抗磁性。 超導體的基本特性 超導現象是指材料在低於某一溫度時，電阻變為零（以目前观测，即使有，也小至10−25欧姆·平方毫米/米以下）的現象，而這一溫度稱為超導轉變溫度（Tc）。超導現象的特徵是零電阻和完全抗磁性。 金屬導體的電阻會隨著溫度降低而逐漸減少。然而，對於普通導體如銅和銀，即…
电子
{{Infobox Particle |name =電子 |image = |caption =克魯克斯管實驗可以顯示出電子的粒子性質。如圖所示，從左往右直線移動的電子束，遇到一個十字形標靶，從而在真空管右面底端顯示出十字形陰影。 |composition = 基本粒子 |family = 費米子 |group = 輕子 |generation = 第一代 |interaction = 引力，電磁力，弱核力 |antiparticle …
自旋极化
自旋极化（）可以用来度量基本粒子自旋的角动量和一个给定方向吻合的程度。这个属性可能属于自旋，从而也属于金属传导带（例如铁）的磁矩，它们促进了自旋极化电流（）。它也可以指（静态的）自旋波。 参考文献
泡利不相容原理
在量子力学裏，包立不-{相}-容原理（，簡稱為包立原理或不相容原理例如，由於電子是費米子，在一個原子裡，每個電子都擁有獨特的一組量子數n,\ell,m_\ell,m_s，兩個電子各自擁有的一組量子數不能完全相同，假若它們的主量子數n、角量子數\ell及磁量子數m_\ell分別相同，則自旋磁量子數m_s必定不同，它們必定擁有相反的自旋磁量子數。換句話說，處於同一原子軌域的兩個電子必定擁有相反的自旋方向。2013年，義大利的團隊發佈實驗結果…
電荷
在電磁學裡，電荷（electric charge，q，Q）是物质的一种物理属性，其导致物质置于电磁场中时会受到力的作用。电荷也是某些基本粒子的内秉属性。依情况，物质可以带电荷，也可以不带电荷；同理，物体或粒子可以带电荷，也可以不带电荷。 带有电荷的物质，称为带电物质（charged matter）；带有电荷的物体或粒子，分别称为带电物体（charged object）、带电粒子（charged particle）。而电荷载体（elect…
磁阻式隨機存取記憶體
磁阻式隨機存取記憶體（，縮寫為*'），是一種非揮發性隨機存取記憶體技術，從1990年代開始發展。這個技術的擁護者認為，這個技術不但在太空環境較高的可靠度，速度接近SRAM，具有快閃記憶體的非揮發性，容量密度及使用壽命不輸DRAM，平均能耗遠低於DRAM，成為真正的（Universal memory）。它目前由公司生产，其他公司，包括格羅方德和三星電子已经宣布产品计划。 描述 与传统的RAM芯片技术不同，MRAM中的数据不作为电荷或电流流…
电子偶素
和正電子正繞着它們共同質心的軌道。這一個束縛量子態稱為電子偶素。]] 电子偶素或稱正電子素（）是一个电子与一个正电子组成的亚稳定的束缚态(e+e-)，属于一种偶素，化学符号是Ps。最早由麻省理工学院物理学家在1951年发现。 由于电子和正电子最终会湮灭产生光子，电子偶素的半衰期是很短的。根据电子与正电子自旋状态的不同，电子偶素主要分为两种。单态（1S0，自旋相反，总自旋为0）即仲电子偶素（para-positronium，简记为p-Ps…
半金属 (自旋电子学)
，N(E) 是向下自旋（左）和向上自旋（左）的状态密度。 在這種情況下，半金屬在minority spin channel中導電。]] 半金属（half-metal）或半极（性）金属、自旋半金属，是指对于自旋为某一方向的电子表现为导体，但是对于自旋为另一方向的电子表现为半导体或绝缘体的材料，尤特指自旋取向为金属态的物质状态。 在自旋半金属中，对于自旋为某一方向的电子，价带处于半满的状态；而对于自旋为另一方向的电子，则存在禁带。在一些半金…
巨磁阻效应
巨磁阻效应（，缩写：），是一种量子力学和凝聚体物理学现象，磁阻效应的一种，可以在磁性材料和非磁性材料相间的薄膜层（几个纳米厚）结构中观察到。2007年诺贝尔物理学奖被授予发现GMR的德國物理學家彼得·格林贝格（）和法國物理學家艾尔伯·费尔（）。 这种结构物质的电阻值与铁磁性材料薄膜层的磁化方向有关，两层磁性材料磁化方向相反情况下的电阻值，明显大于磁化方向相同时的电阻值，电阻在很弱的外加磁场下具有很大的变化量。巨磁阻效应被成功地运用在硬碟…
磁阻效应
磁阻效應（，簡稱），是指材料的電阻隨著外加磁場之變化而改變的效應，其物理量的定義，是在有無磁場下的電阻差除上原先電阻，用以代表電阻變化率。有多種可以稱為磁阻的效應：一些發生在大量非磁性金屬和半導體中，例如幾何磁阻，舒勃尼科夫-德哈斯振盪或金屬中常見的正磁阻。其他的效應發生在磁性金屬中，例如鐵磁體中的負磁阻或各向異性磁阻（AMR）。 發現 磁阻效應最初於1856年由威廉·汤姆森，即後來的开尔文勋爵發現，但是在一般材料中，電阻的變化通常小於…
自旋電子學
自旋電子學（），一个混成詞，意思是“自旋输运电子学”），也被称为spinelectronics或fluxtronics，是除了基本的电子电荷之外，在固态电子器件中电子内在自旋的及其关联磁矩的研究。 自旋电子学与更旧的磁电子学的不同之处在于旋转是既被磁场又被电场这两个场操纵。 自旋電子學是利用創新的方法，來操縱電子自旋自由度的科學，是一種新興技術。應用於自旋電子學的材料，需要具有較高的電子極化率，以及較長的電子鬆弛時間。許多新材料，例如磁…
自旋转移矩
自旋转移矩（, 縮寫為STT）是一种利用自旋极化电流来改变磁性隧道结或自旋阀中磁性层取向的效应。 载流子（如电子）具有自旋，即载流子因自身性质而具有的一定角动量。当载流子形成电流时，宏观而言电流通常是非极化的（由50%自旋向上和50%自旋向下的电子组成），而自旋极化电流是指电流中出现较多自旋向上的电子或者自旋向下的电子，打破了原来的平衡。将电流通过厚磁层（通常称为“固定层”），就可以产生自旋极化电流。如果自旋极化电流直接进入第二层更薄的…
隧道磁阻
隧道磁阻（），又稱穿隧磁阻，是发生在磁隧道结（）中的磁阻效应，由一个薄绝缘体及被其隔开的两个铁磁体组成的组件。绝缘层足够薄（通常为几纳米）的情况下，电子可以从一个铁磁体隧穿过去另一边。由于这个过程在古典物理学中不可能实现的，所以隧道磁阻是一种严格的量子力学现象。 磁性隧道结通过薄膜技术进行制造。工业规模上的薄膜沉积通过磁控溅射沉积完成；实验室规模通过分子束外延、脉冲激光沉积以及电子束物理气相沉积制备。隧道的结通过光刻法制备。 现象学的描…
量子自旋霍尔效应
量子自旋霍尔态（Quantum Spin Hall State）是一种特殊的二维半导体中可能存在的新物质状态。这种状态的特点是其自旋霍尔电导（spin-Hall conductance）是量子化的，而电荷霍尔电导（charge-Hall conductance）则为零。 量子自旋霍尔态是整数量子霍尔态的“姊妹”状态，它有一个显著的优势：它不需要施加强大的磁场。在理想情况下，量子自旋霍尔态不会破坏电荷守恒对称性，同时也不会破坏S_z自旋守…
反对称交换作用
反对称交换作用，也称为贾洛申斯基-守谷相互作用，是两个相邻磁自旋 \mathbf{S}_i 和 \mathbf{S}_j 对总的磁交换相互作用的贡献。它是由伊戈尔·贾洛申斯基首先基于朗道唯象理论的基础上提出的。 而守谷亨将自旋 - 轨道耦合定义为反对称交换相互作用的微观机制。 定量的分析，在这里哈密顿量可以写作 H_{DM}=\mathbf{D}_{ij} \cdot ( \mathbf{S}_i \times \mathbf{S}_j…
施特恩-格拉赫实验
量子力學中的施特恩-格拉赫实验（）为证实了原子角动量量子化的一个著名实验。該實驗由德国物理学家奧托·施特恩和瓦尔特·格拉赫完成。實驗的構想由施特恩在1921年提出，格拉赫於1922年初完成。 如图所示，施特恩-格拉赫实验设法令高温的银原子从高温炉中射出，经狭缝准直后形成一个原子射线束，而后银原子射线束通过一个不均匀的磁场区域，射线束在磁场作用下发生偏折，最后落在屏上。如果原子的磁矩可以任意取向，则屏上會出現一片黑斑。而实验发现屏上形成了…
超晶格
超晶格（）是两种或多种材料构成的周期性交替层结构。通常每一层的厚度在几个纳米的数量级。20世纪初，人们通过X射线繞射发现了超晶格的现象。 超晶格结构中，当两种薄层材料的厚度和周期长度小于电子平均自由程时，整个电子系统进入量子领域，产生量子尺寸效应。此时，夹在两个垒层间的阱就是量子阱（英语：quantum well）。 1970年美国IBM实验室的江崎玲于奈（1973年諾貝爾物理學獎得主）和朱兆祥提出了超晶格的概念。他们设想如果用两种晶格…