A spinszelep vagy spinszelep olyan eszköz, amely két vagy több vezetőképes mágneses anyagból áll, amelyek elektromos ellenállása két érték között változhat a rétegek mágnesezettségének relatív elrendezésétől függően. Az ellenállás változása a rétegek mágnesezettségének változásával egy ilyen függőleges szerkezetben az óriási mágneses ellenállás hatás eredménye . A készülék mágneses rétegei a külső mágneses tér irányától függően „felfelé” vagy „lefelé” helyezkednek el . A legegyszerűbb esetben a forgószelep egy nem mágneses anyagból áll, amely két ferromágnes közé helyezkedik el, amelyek közül az egyik egy antiferromágnesre rögzített ( rögzített ) réteg , amely növeli a mágneses koercitivitását , és úgy viselkedik, mint egy "kemény" réteg. míg a másik ferromágneses réteg szabad és "puha" rétegként viselkedik. A koercitivitás különbsége miatt a lágy réteg polaritást vált a mágneses tér kisebb változásainál, mint a kemény réteg. Megfelelő erősségű mágneses tér alkalmazásakor a lágy réteg két különböző polaritást tud váltani: párhuzamos, alacsony ellenállású és antiparallel, nagy ellenállású állapotban.
A spinszelepek az elektronok spinnek nevezett kvantumtulajdonságára támaszkodnak . Az állapotok elektronsűrűségének Fermi-szintű felhasadása miatt a ferromágnesekben tiszta spin polarizáció figyelhető meg. A ferromágnesen áthaladó elektromos áram tehát töltést és spinkomponenst is hordoz. Összehasonlításképpen: egy közönséges fémben azonos számú spin fel és le spin elektronok vannak, így egyensúlyi helyzetben az ilyen anyagok nulla spin töltésáramot támogatnak. Ha azonban egy ferromágnesről egy normál fémre áramot vezetünk, a spin is átadódik. Egy közönséges fém így képes átvinni a spint az egyes ferromágnesek között, feltéve, hogy megfelelő hosszúságú a spin diffúzió.
A spinátvitel a ferromágnesekben lévő mágneses momentumok beállításától függ. Ha például áram folyik egy ferromágnesbe, amelynek fő spinje "fel", akkor a felfelé mutató elektronok viszonylag akadálytalanul haladnak át a határfelületen, és a "lefelé" spinű elektronok visszaverődnek, vagy spin-flip esetén a határfelületen. a ferromágnes, hogy kitöltetlen állapotba kerüljön. Ha tehát mind a rögzített, mind a szabad réteg ugyanabban az irányban polarizált, akkor az eszköznek viszonylag kis elektromos ellenállása van, és ha a szabad réteg polaritása mágneses tér hatására megváltozik, akkor a készülék ellenállása megnövekedett, mivel a spin másik állapotba szórásához szükséges többletenergiára.
Egy réteg antiferromágneses anyag szükséges az egyik ferromágneses réteg rögzítéséhez (vagyis annak rögzítéséhez vagy mágneses keményítéséhez). Ez egy nagy negatív cserekölcsönhatás eredménye a ferromágnes és az antiferromágnes között az érintkezési tartományban .
Két ferromágneses réteg szétválasztásához nem mágneses rétegre van szükség[ mi? ] , így legalább az egyik szabad marad (mágnesesen lágy).
A pszeudo-spin szelep működési elve megegyezik a hagyományos forgószeleppel[ mi? ] , de ahelyett, hogy a különböző ferromágneses rétegek mágneses koercitív erejét megváltoztatnánk egy antiferromágneses réteggel történő rögzítéssel, két réteget készítenek különböző, eltérő koercitív ferromágnesekből, például FeNi és Co. Vegye figyelembe, hogy a koercitív hatás főként az anyag külső tulajdonsága, ezért azt a feldolgozási körülmények határozzák meg.
A forgószelepeket mágneses hangszedőkben és merevlemez - olvasófejekben használják . [1] Mágneses véletlen hozzáférésű memóriában ( MRAM ) is használják.