おいて、また、物性物理の実験分野においては物質表面の磁区構造を探査する装置においてそれぞれ有効な手段として利用されている。この偏極電子線は、価電子帯にバンドスプリッテイングを有する半導体光電層を備えたスピン偏極電子発生素子を用い、その半導体光電層に円偏光レーザ光である励起光を入射させることにより取り出すことが可能である。このスピン偏極電子発生素子としては、たとえばGaAsP半導体の上に、それよりもバンドギャップが小さく且つ格子定数が異なるGaAs半導体を半導体光電層として結晶成長させたストレインド半導体が知られている。これによれば、GaAsP半導体に対して格子定数の異なるGaAs半導体が結合されることによりそのGaAs半導体には格子歪みが付与されるため、そのGaAs半導体の価電子帯にバンドスプリッティングが発生し、ヘビーホール(重い正孔)のミニバンドとライトホール(軽い正孔)のミニバンドとの間にエネルギ準位差が生じる一方、両サブバンドの励起によって取り出される電子のスピン方向が反対であるため、エネルギ準位の高い方すなわち伝導帯とのエネルギギャップが小さい方のミニバンドのみを励起できる光エネルギをGaAs半導体に注入すれば、一方のスピン方向の偏極電子群が発生し、それを高電場をかけて半導体表面から真空中へ引き出すことにより、高いスピン偏極度を備えた電子線が得られるのである。特許文献1に記載のスピン偏極電子発生素子がそれである。これら従来のスピン偏極電子発生素子では、半導体光電層が量子化されたエネルギ順位を形成する歪み超格子により構成され、比較的高いスピン偏極度(偏極率)ESP(%)および量子効率QEが得られるとされている。Japanese)本発明は、スピン方向が偏在している偏極電子線を発生するスピン偏極電子発生素子の改良に関する。)但し、kは範囲を設定する定数であり、-1≦k≦1である。