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Concept
Polarisation du spin
Résumé
In particle physics, spin polarization is the degree to which the spin, i.e., the intrinsic angular momentum of elementary particles, is aligned with a given direction. This property may pertain to the spin, hence to the magnetic moment, of conduction electrons in ferromagnetic metals, such as iron, giving rise to spin-polarized currents. It may refer to (static) spin waves, preferential correlation of spin orientation with ordered lattices (semiconductors or insulators).
It may also pertain to beams of particles, produced for particular aims, such as polarized neutron scattering or muon spin spectroscopy. Spin polarization of electrons or of nuclei, often called simply magnetization, is also produced by the application of a magnetic field. Curie law is used to produce an induction signal in electron spin resonance (ESR or EPR) and in nuclear magnetic resonance (NMR).
Spin polarization is also important for spintronics, a branch of electronics. Magnetic semiconductors are being researched as possible spintronic materials.
The spin of free electrons is measured either by a LEED image from a clean wolfram-crystal (SPLEED) or by an electron microscope composed purely of electrostatic lenses and a gold foil as a sample. Back scattered electrons are decelerated by annular optics and focused onto a ring shaped electron multiplier at about 15°. The position on the ring is recorded. This whole device is called a Mott-detector. Depending on their spin the electrons have the chance to hit the ring at different positions. 1% of the electrons are scattered in the foil. Of these 1% are collected by the detector and then about 30% of the electrons hit the detector at the wrong position. Both devices work due to spin orbit coupling.
The circular polarization of electromagnetic fields is due to spin polarization of their constituent photons.
In the most generic context, spin polarization is any alignment of the components of a non-scalar (vectorial, tensorial, spinor) field with its arguments, i.e.
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Concepts associés (5)
Résonance magnétique nucléaire
vignette|175px|Spectromètre de résonance magnétique nucléaire. L'aimant de 21,2 T permet à l'hydrogène (H) de résonner à . La résonance magnétique nucléaire (RMN) est une propriété de certains noyaux atomiques possédant un spin nucléaire (par exemple H, C, O, F, P, Xe...), placés dans un champ magnétique. Lorsqu'ils sont soumis à un rayonnement électromagnétique (radiofréquence), le plus souvent appliqué sous forme d'impulsions, les noyaux atomiques peuvent absorber l'énergie du rayonnement puis la relâcher lors de la relaxation.
Spintronique
La spintronique, électronique de spin ou magnétoélectronique, est une technique qui exploite la propriété quantique du spin des électrons dans le but de stocker des informations. L’article Giant Magnetoresistance of (001)Fe/(001)Cr Magnetic Superlattices publié par Albert Fert et son équipe en 1988 est considéré comme l’acte de naissance de la spintronique. L'électronique classique repose sur une propriété essentielle d'une particule élémentaire (électron), sa charge électrique.
Spin
Le 'spin' () est, en physique quantique, une des propriétés internes des particules, au même titre que la masse ou la charge électrique. Comme d'autres observables quantiques, sa mesure donne des valeurs discrètes et est soumise au principe d'incertitude. C'est la seule observable quantique qui ne présente pas d'équivalent classique, contrairement, par exemple, à la position, l'impulsion ou l'énergie d'une particule. Il est toutefois souvent assimilé au moment cinétique (cf de cet article, ou Précession de Thomas).