Spinrichting

Spinrichting is een term uit de natuurkunde die de richting beschrijft waarin het intrinsieke spinmoment van een deeltje is gericht binnen een gekozen referentiesysteem. Het spinmoment is een fundamentele eigenschap van deeltjes zoals elektronen en protonen. In de kwantummechanica wordt de richting van het spinmoment vaak verbeeld met een spinor; de meetbare richting kan bij meting probabilistisch zijn. De Bloch-sfeer biedt een visuele voorstelling: een spintoestand komt overeen met een punt op de bol, waarbij de hoek de richting van de spin aangeeft en de afstand tot de polen de puriteit aangeeft.

In de spintronica en het magnetisme speelt spinrichting een cruciale rol. Een elektrische stroom kan spinpolarisatie vertonen, waardoor de meerderheid van de spins in een materiaal in een bepaalde richting georiënteerd is. De spinrichting kan worden gemanipuleerd met magnetische velden, via interactie met ferromagnetische lagen en via spininjectie. De richting wordt vaak beschreven door de magnetisatievector of door de spinpolarisatie van de elektrische stroom.

Metingen van spinrichting worden uitgevoerd met technieken zoals magneto-optische Kerr-effect (MOKE), spin-resolved spectroscopie, electron spin resonance (ESR/NMR) en SP-STM. Voor een ensemble geeft de gemiddelde spinrichting een magnetisatievector of spinpolarisatie weer; op microniveau blijft de richting statistisch bepaald.

Spinrichting is van wezenlijk belang in toepassingen zoals geheugen op basis van spin (MRAM), spin-geleide elektronica en quantum-informatie, waar controle en betrouwbaarheid van de spinrichting centraal staan.