物质的磁性在数千年前被发现及被应用，但直到数十年前（1900~）实验与理论科学爆炸性的发展，才使大众得知物质是由很多小颗粒（例如：中子、质子、电子...等）所组成，于是开始进一步去了解物性的本质。

磁性是自旋电子在物质中集体行为的表现，铁磁性的产生是上旋或下旋电子往某一方向作有序的排列，使电子自旋能有序排列的力量称为交互作用力（ Exchange Force）。交互作用完全是量子力学效应，其作用范围只有数埃，电子在物质内运动会因散射、热扰动...等因素，使得自旋的平均值为零，因此在巨观测量中不被察觉。然而由于近年奈米制程与测量技术的进步，使得在微观与介观的世界下电子的自旋自由度是多么的真实和具体，不但能探讨其物理特性并可将它与工业技术结合。

电子带有电荷及自旋特性，前者的应用却造就了半导体电子工业并大幅改变了我们传统的生活，然而电子的自旋特性在过去只是理论科学的产物，目前因为奈米制程技术的进步及巨磁阻（Giant Magnetoresistance；GMR）及穿隧式磁阻（Tunnel Magnetoresistance；TMR）的发现，将使我们能够突破过去的障碍而能够真正应用电子的自旋性，故自旋电子（Spintronics）元件成为奈米电子重要技术之一，而MRAM（Magnetic Random Access Memory；磁阻式随机存取记忆体）又是自旋电子元件中短期内最可能实用化的应用产品技术。
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