スピントロニクス（Spintronics）とは、電子の電荷だけでなく スピン角運動量と磁気モーメントの自由度を積極的に利用する 新しい電子工学の分野である。
“電子スピンを操作して情報処理を行う”ことが基本原理である。
FM / NM / FM の多層膜で、磁化の平行（P）、反平行（AP）で抵抗が変わる。
強磁性体ではスピン ↑ と ↓ の状態密度が異なり、抵抗がスピン依存となる。
\[ \mathrm{GMR} = \frac{R_{\mathrm{AP}} - R_{\mathrm{P}}}{R_{\mathrm{P}}}. \]
FM / I / FM で、電子は絶縁体をトンネルで透過する。
\[ \mathrm{TMR} = \frac{R_{\mathrm{AP}} - R_{\mathrm{P}}}{R_{\mathrm{P}}} = \frac{2P_1 P_2}{1 - P_1 P_2}. \]
対称性選択により 300% 以上の TMR が得られる。
スピン流 \(\overrightarrow{J}_s\) は、スピン角運動量の流れ： 電荷流と独立に存在できる。
FM → NM にスピン注入すると、 \[ \Delta\mu = \mu_{\uparrow} - \mu_{\downarrow} \] の化学ポテンシャル差が生じる。
スピン不均衡が保たれる距離： \[ \lambda_{\mathrm{sf}} = \sqrt{D \tau_{\mathrm{sf}}}. \]
強スピン軌道金属（Pt, W など）で電流に垂直な方向へスピンが偏極して流れる。
スピン流から電荷流が生じる： \[ \overrightarrow{J}_c = \theta_{\mathrm{SH}} \frac{2e}{\hbar}\, \overrightarrow{J}_s \times \overrightarrow{\sigma}. \]
\[ H_{\mathrm{SO}} = \lambda\,(\overrightarrow{L}\cdot\overrightarrow{S}). \]
構造反転対称性破れで、 \[ H_R = \alpha_R\,(\overrightarrow{k}\times\hat{z})\cdot\overrightarrow{\sigma}. \]
\[ \overrightarrow{\tau}_{\mathrm{STT}} \propto \overrightarrow{m} \times \overrightarrow{p}. \]
\[ \overrightarrow{\tau}_{\mathrm{SOT}} = \tau_{\mathrm{DL}}\, \overrightarrow{m} \times (\overrightarrow{\sigma}\times\overrightarrow{m}) + \tau_{\mathrm{FL}}\, \overrightarrow{m} \times \overrightarrow{\sigma}. \]
\[ E(\overrightarrow{k}) = \pm \hbar v_F |\overrightarrow{k}|. \]
\[ N_{\mathrm{sk}} = \frac{1}{4\pi} \int \overrightarrow{m} \cdot \left( \frac{\partial\overrightarrow{m}}{\partial x} \times \frac{\partial\overrightarrow{m}}{\partial y} \right) dxdy. \]