"少なくとも1つの活性層を含むスピントロニクス素子の性能向上方法であって、半導体および半金属からなる群より選択された材料からなる磁気抵抗効果増加層MREL:MagnetoResistanceEnhancingLayerを1つまたは複数の前記活性層に挿入する工程を含むスピントロニクス素子の性能向上方法。前記MRELを挿入する対象となる前記活性層を、磁気的固定可能層、磁気的フリー層、スピン注入層、および磁界発生層からなる群より選択する請求項1記載のスピントロニクス素子の性能向上方法。前記MRELの上部表面および下部表面のうち、少なくとも一方と接触する導電層を設ける工程をさらに含む請求項1記載のスピントロニクス素子の性能向上方法。前記導電層を、Cu、Ag、Au、Cグラフェンおよびナノチューブを含む、Zn、Ti、Sn、Cr、Al、Mg、およびRuからなる群より選択される材料で構成する請求項3記載のスピントロニクス素子の性能向上方法。前記半導体のバンドギャップを1eV以上6eV以下とし、電子移動度を50cm2sec1V1以上50,000cm2sec1V1以下とする請求項1記載のスピントロニクス素子の性能向上方法。前記半導体を、ZnO、ZnS、ZnxMgO、ZnCuO、ZnCdO、ZnAlO、ZnSe、ZnTe、Si、Ge、TiO2、AIN、GaN、InN、AIP、AIAs、AISb、GaP、GaAs、GaSb、InP、InAs、ZnS、CdS、CdTe、HgTe、PbS、PbSe、PbTe、SnO、SnTe、Cu2O、FeSi2、CrMnSi、Mg2Si、RuSi3、およびIr3Si5からなる群より選択する請求項5記載のスピントロニクス素子の性能向上方法。前記半導体として、不純物が添加されていないものを用いるか、または、Si、B、Mg、Mn、Al、Cu、Cd、Cr、Zn、Ti、Sn、Zr、Hf、Ru、Mo、Nb、Co、Fe、およびNiからなる群から選択された不純物の添加により調整された導電性を有するものを用いる請求項6記載のスピントロニクス素子の性能向上方法。前記半金属を、Sb、Bi、CoSi、CoxFeSi、CoxNiSi、CoxMnSi、FeSi、およびCoxCrSiからなる群より選択する請求項1記載のスピントロニクス素子の性能向上方法。シード層を供給し、その上に反強磁性AFM:Antiferromagnetic層を形成する工程と、前記AFM層の上にAP2層を形成する工程と、前記AP2層の上にAFM結合層を形成する工程と、前記AFM結合層の上に第1の強磁性層を形成する工程と、前記第1の強磁性層の上に第1の磁気抵抗効果増加層MREL:MagnetoResistanceEnhancingLayerを必要に応じて形成し、前記第1のMRELの上に第2の強磁性層を形成する工程と、その後に、スペーサ層を形成する工程と、前記スペーサ層の上に第1のフリー層を形成する工程と、前記第1のフリー層の上に第2のMRELを必要に応じて形成し、この第2のMRELの上に任意に第2のフリー層を形成する工程と、前記第2のフリー層の上にキャップ層を形成する工程とを含む磁気読み取りヘッドの製造方法。前記スペーサ層を導電性とすることにより、前記磁気読み取りヘッドを、巨大磁気抵抗効果GMR:GiantMagnetoResistance素子として構成する請求項9記載の磁気読み取りヘッドの製造方法。前記スペーサ層を電気的絶縁性とすることにより、前記磁気読み取りヘッドを、トンネル磁気抵抗効果TMR:TunnelingMagnetoResistance素子として構成する請求項9記載の磁気読み取りヘッドの製造方法。前記第1または第2のMRELまたはその双方の上部表面および下部表面の少なくとも1つと接触する導電層を形成する工程をさらに含む請求項9記載の磁気読み取りヘッドの製造方法。前記導電層を、Cu、Ag、Au、Cグラフェンおよびナノチューブを含む、Zn、Ti、Sn、Cr、Al、Mg、およびRuからなる群より選択する請求項12記載の磁気読み取りヘッドの製造方法。前記MRELを、半導体および半金属からなる群より選択する請求項9記載の磁気読み取りヘッドの製造方法。前記半導体のバンドギャップを、1eV以上6eV以下であり、電子移動度が、50cm2sec1V1以上50,000cm2sec1V1以下とする請求項14記載の磁気読み取りヘッドの製造方法。前記半導体を、ZnO、ZnS、ZnxMgO、ZnCuO、ZnCdO、ZnAlO、ZnSe、ZnTe、Si、Ge、TiO2、AIN、GaN、InN、AIP、AIAs、AISb、GaP、GaAs、GaSb、InP、InAs、ZnS、CdS、CdTe、HgTe、PbS、PbSe、PbTe、SnO、SnTe、Cu2O、FeSi2、CrMnSi、Mg2Si、RuSi3、およびIr3Si5からなる群より選択する請求項14記載の磁気読み取りヘッドの製造方法。前記半導体として、不純物が添加されていないものを用いるか、または、Si、B、Mg、Mn、Al、Cu、Cd、Cr、Zn、Ti、Sn、Zr、Hf、Ru、Mo、Nb、Co、Fe、およびNiからなる群から選択された不純物の添加により調整された導電性を有するものを用いる請求項16記載の磁気読み取りヘッドの製造方法。前記半金属を、Sb、Bi、CoSi、CoxFeSi、CoxNiSi、CoxMnSi、FeSi、およびCoxCrSiからなる群より選択する請求項14記載の磁気読み取りヘッドの製造方法。シード層を供給し、その上に第1の強磁性層を形成する工程と、前記第1の強磁性層の上に、上部表面および下部表面を有する磁気抵抗効果増加層MREL:MagnetoResistanceEnhancingLayerを必要に応じて形成し、前記MRELの上に第2の強磁性層を任意に形成する工程と、その後に、スペーサ層を形成する工程と、前記スペーサ層の上に、第1のフリー層を形成する工程と、前記第1のフリー層の上に、MRELを必要に応じて形成し、前記MRELの上に、第2のフリー層を任意に形成する工程と、前記第2のフリー層の上に、キャップ層を形成する工程と、前記上部表面と前記下部表面に対して垂直に、前記第1の強磁性層と前記第2の強磁性層とを磁化する工程とを含むスピントロニクス素子の製造方法。前記MRELの前記上部表面および前記下部表面のうちの少なくとも一方と接触する導電層を設ける工程をさらに含む請求項19記載のスピントロニクス素子の製造方法。前記導電層を、Cu、Ag、Au、Cグラフェンおよびナノチューブを含む、Zn、Ti、Sn、Cr、Al、Mg、およびRuからなる群より選択される材料で構成する請求項20記載のスピントロニクス素子の製造方法。前記MRELを、半導体および半金属からなる群より選択する請求項19記載のスピントロニクス素子の製造方法。前記半導体のバンドギャップを1eV以上6eV以下とし、電子移動度を50cm2sec1V1以上50,000cm2sec1V1以下とする請求項22記載のスピントロニクス素子の製造方法。前記半導体を、ZnO、ZnS、ZnxMgO、ZnCuO、ZnCdO、ZnAlO、ZnSe、ZnTe、Si、Ge、TiO2、AIN、GaN、InN、AIP、AIAs、AISb、GaP、GaAs、GaSb、InP、InAs、ZnS、CdS、CdTe、HgTe、PbS、PbSe、PbTe、SnO、SnTe、Cu2O、FeSi2、CrMnSi、Mg2Si、RuSi3、およびIr3Si5からなる群より選択する請求項22記載のスピントロニクス素子の製造方法。前記半導体として、不純物が添加されていないものを用いるか、または、Si、B、Mg、Mn、Al、Cu、Cd、Cr、Ti、Zr、Hf、Ru、Mo、Nb、Co、Fe、およびNiからなる群から選択された不純物の添加により調整された導電性を有するものを用いる請求項24記載のスピントロニクス素子の製造方法。前記半金属を、Sb、Bi、CoSi、CoxFeSi、CoxNiSi、CoxMnSi、FeSi、およびCoxCrSiからなる群より選択する請求項22記載のスピントロニクス素子の製造方法。磁気的固定可能層、磁気的フリー層、スピン注入層、および磁界発生層からなる群より選択された1以上の活性層と、半導体および半金属からなる群より選択された材料からなり、上部表面および下部表面を有すると共に前記1以上の活性層の各内部に完全に内包されるように配置された磁気抵抗効果増加層MREL:MagnetoResistanceEnhancingLayerとを備えたスピントロニクス素子。前記MRELの前記上部表面および前記下部表面のうちの少なくとも一方と全面接触している導電層をさらに備えた請求項27記載のスピントロニクス素子。前記導電層は、Cu、Ag、Au、Cグラフェンおよびナノチューブを含む、Zn、Ti、Sn、Cr、Al、Mg、およびRuからなる群より選択される材料で構成されている請求項28記載のスピントロニクス素子。前記半導体は、バンドギャップが1eV以上6eV以下であり、電子移動度が50cm2sec1V1以上50,000cm2sec1V1以下である請求項27記載のスピントロニクス素子。前記半導体は、ZnO、ZnS、ZnxMgO、ZnCuO、ZnCdO、ZnAlO、ZnSe、ZnTe、Si、Ge、TiO2、AIN、GaN、InN、AIP、AIAs、AISb、GaP、GaAs、GaSb、InP、InAs、ZnS、CdS、CdTe、HgTe、PbS、PbSe、PbTe、SnO、SnTe、Cu2O、FeSi2、CrMnSi、Mg2Si、RuSi3、およびIr3Si5からなる群より選択される請求項27記載のスピントロニクス素子。前記半導体として、不純物が添加されていないものが用いられ、または、Si、B、Mg、Mn、Al、Cu、Cd、Cr、Zn、Ti、Sn、Zr、Hf、Ru、Mo、Nb、Co、Fe、およびNiからなる群より選択された不純物の添加により調整された導電性を有するものが用いられている請求項31記載のスピントロニクス素子。前記半金属は、Sb、Bi、CoSi、CoxFeSi、CoxNiSi、CoxMnSi、FeSi、およびCoxCrSiからなる群より選択される請求項27記載のスピントロニクス素子。シード層の上に設けられ、このシード層と接触する反強磁性AFM:Antiferromagnetic層と、前記AFM層の上に設けられ、この前記AFM層と接触するAP2層と、前記AP2層の上に設けられ、このAP2層と接触するAFM結合層と、前記AFM結合層の上に設けられ、このAFM結合層と接触する第1の強磁性層と、前記第1の強磁性層の上に必要に応じて設けられ、この第1の強磁性層と接触する任意の第1の磁気抵抗効果増加層MREL:MagnetoResistanceEnhancingLayerと、前記第1のMRELの上に設けられ、この第1のMRELと接触する任意の第2の強磁性層と、前記第1の強磁性層を覆うスペーサ層と、前記スペーサ層の上に設けられ、このスペーサ層と接触する第1のフリー層と、前記第1のフリー層の上に必要に応じて設けられた第2のMRELと、前記第2のMRELの上に設けられ、この第2のMRELと接触する第2のフリー層と、前記すべてのフリー層を覆うキャップ層とを備えた磁気読み取りヘッド。前記スペーサ層が導電性を有することにより、巨大磁気抵抗効果GMR:GiantMagnetoResistance素子として構成されている請求項34記載の磁気読み取りヘッド。前記スペーサ層が電気的絶縁性を有することにより、トンネル磁気抵抗効果TMR:TunnelingMagnetoResistance素子として構成されている請求項34記載の磁気読み取りヘッド。前記第1または第2のMRELまたはその双方の上部表面および下部表面の少なくとも1つと全面接触する導電層をさらに備えた請求項34記載の磁気読み取りヘッド。前記導電層は、Cu、Ag、Au、Cグラフェンおよびナノチューブを含む、Zn、Ti、Sn、Cr、Al、Mg、およびRuからなる群より選択される材料で構成されている請求項37記載の磁気読み取りヘッド。前記第1または第2のMRELは、半導体および半金属からなる群より選択された材料で構成されている請求項34記載の磁気読み取りヘッド。前記半導体は、バンドギャップが、1eV以上6eV以下であり、電子移動度が、50cm2sec1V1以上50,000cm2sec1V1以下である請求項39記載の磁気読み取りヘッド。前記半導体は、ZnO、ZnS、ZnxMgO、ZnCuO、ZnCdO、ZnAlO、ZnSe、ZnTe、Si、Ge、TiO2、AIN、GaN、InN、AIP、AIAs、AISb、GaP、GaAs、GaSb、InP、InAs、ZnS、CdS、CdTe、HgTe、PbS、PbSe、PbTe、SnO、SnTe、Cu2O、FeSi2、CrMnSi、Mg2Si、RuSi3、およびIr3Si5からなる群より選択される請求項39記載の磁気読み取りヘッド。前記半導体として、不純物が添加されていないものが用いられ、または、Si、B、Mg、Mn、Al、Cu、Cd、Cr、Zn、Ti、Sn、Zr、Hf、Ru、Mo、Nb、Co、Fe、およびNiからなる群から選択された不純物の添加により調整された導電性を有するものが用いられている請求項41記載の磁気読み取りヘッド。前記半金属は、Sb、Bi、CoSi、CoxFeSi、CoxNiSi、CoxMnSi、FeSi、およびCoxCrSiからなる群より選択される請求項39記載の磁気読み取りヘッド。シード層の上に設けられ、このシード層と接触する第1の強磁性層と、前記第1の強磁性層の上に必要に応じて設けられ、この第1の強磁性層と接触する、上部表面および下部表面を有する任意の第1の磁気抵抗効果増加層MREL:MagnetoResistanceEnhancingLayerと、前記第1のMRELの上に設けられ、この第1のMRELと接触する任意の第2の強磁性層と、前記第2の強磁性層を覆うスペーサ層と、前記スペーサ層の上に設けられた第1のフリー層と、前記第1のフリー層の上に設けられた第2のMRELと、前記第2のMRELの上に設けられた第2のフリー層と、前記第2のフリー層の上に設けられたキャップ層とを備え、前記第1の強磁性層および前記第2の強磁性層が、前記上部表面と前記下部表面に対して垂直に磁化されているを備えたスピントロニクス素子。前記第1または第2のMRELまたはその双方の、前記上部表面および前記下部表面の少なくとも一方と接触する導電層をさらに備えた請求項44記載のスピントロニクス素子。前記導電層は、Cu、Ag、Au、Cグラフェンおよびナノチューブを含む、Zn、Ti、Sn、Cr、Al、Mg、およびRuからなる群より選択される材料で構成されている請求項45記載のスピントロニクス素子。前記第1または第2のMRELまたはその双方が、半導体および半金属からなる群より選択された材料で構成されている請求項44記載のスピントロニクス素子。前記半導体は、バンドギャップが、1eV以上6eV以下であり、電子移動度が、50cm2sec1V1以上50,000cm2sec1V1以下である請求項47記載のスピントロニクス素子。前記半導体は、ZnO、ZnS、ZnxMgO、ZnCuO、ZnCdO、ZnAlO、ZnSe、ZnTe、Si、Ge、TiO2、AIN、GaN、InN、AIP、AIAs、AISb、GaP、GaAs、GaSb、InP、InAs、ZnS、CdS、CdTe、HgTe、PbS、PbSe、PbTe、SnO、SnTe、Cu2O、FeSi2、CrMnSi、Mg2Si、RuSi3、およびIr3Si5からなる群より選択される請求項47記載のスピントロニクス素子。前記半導体として、不純物が添加されていないものが用いられ、または、Si、B、Mg、Mn、Al、Cu、Cd、Cr、Zn、Ti、Sn、Zr、Hf、Ru、Mo、Nb、Co、Fe、およびNiからなる群から選択された不純物の添加により調整された導電性を有するものが用いられている請求項49記載のスピントロニクス素子。前記半金属は、Sb、Bi、CoSi、CoxFeSi、CoxNiSi、CoxMnSi、FeSi、およびCoxCrSiからなる群より選択される請求項47記載のスピントロニクス素子。本発明は、以下に詳述するように、MR比をさらに増加させることを可能とする新たな方法を開示するものである。本発明の少なくとも1つの実施の形態の目的は、磁気抵抗効果素子としてのスピントロニクス素子の性能特にMR比とRA値を向上させる方法、ならびに、優れた性能を有するスピントロニクス素子および磁気読み取りヘッドを提供することにある。本発明の少なくとも1つの実施の形態の目的は、そのような優れた性能を有する磁気読み取りヘッドの製造方法を提供することにある。本発明の少なくとも1つの実施の形態の目的は、スピントロニクス素子を製造するための既存の方法と十分互換性のある製造方法を提供することにある。本発明の少なくとも1つの実施の形態の目的は、本発明についての詳細な説明を提供することにある。これらの目的は、1つまたは複数の活性層AP1層、SIL層、およびフリー層などのほぼ中間に、1つまたは複数の磁気抵抗効果増加層MREL:MagnetoResistanceEnhancingLayerをそれぞれ挿入することによって達成される。MRELは、バンドギャップが小さく電子移動度が高い層であり、例えばZnOなどの半導体やBiなどの半金属からなる層が該当する。さらに、MRELと、それが挿入される活性層との間の界面全体にわたってオーミック接触を確保するために、MRELと活性層との間の界面の隙間を、銅などの高導電性金属からなる薄い層によって埋めるようにしてもよい。より具体的には、以下の態様により、上記目的が達成可能である。本発明に係るスピントロニクス素子の性能向上方法は、少なくとも1つの活性層を含むスピントロニクス素子の性能向上方法であって、半導体および半金属からなる群より選択された材料からなる磁気抵抗効果増加層MREL:MagnetoResistanceEnhancingLayerを1つまたは複数の活性層に挿入する工程を含むものである。本発明に係る磁気読み取りヘッドの製造方法は、シード層を供給し、その上に反強磁性AFM:Antiferromagnetic層を形成する工程と、AFM層の上にAP2層を形成する工程と、AP2層の上にAFM結合層を形成する工程と、AFM結合層の上に第1の強磁性層を形成する工程と、第1の強磁性層の上に第1の磁気抵抗効果増加層MREL:MagnetoResistanceEnhancingLayerを必要に応じて形成し、第1のMRELの上に第2の強磁性層を形成する工程と、その後に、スペーサ層を形成する工程と、スペーサ層の上に第1のフリー層を形成する工程と、第1のフリー層の上に第2のMRELを必要に応じて形成し、この第2のMRELの上に任意に第2のフリー層を形成する工程と、第2のフリー層の上にキャップ層を形成する工程とを含むものである。本発明に係るスピントロニクス素子の製造方法は、シード層を供給し、その上に第1の強磁性層を形成する工程と、第1の強磁性層の上に、上部表面および下部表面を有する磁気抵抗効果増加層MREL:MagnetoResistanceEnhancingLayerを必要に応じて形成し、MRELの上に第2の強磁性層を任意に形成する工程と、その後に、スペーサ層を形成する工程と、スペーサ層の上に、第1のフリー層を形成する工程と、第1のフリー層の上に、MRELを必要に応じて形成し、MRELの上に、第2のフリー層を任意に形成する工程と、第2のフリー層の上に、キャップ層を形成する工程と、上部表面と下部表面に対して垂直に、第1の強磁性層と第2の強磁性層とを磁化する工程とを含むものである。本発明に係る第1のスピントロニクス素子は、磁気的固定可能層、磁気的フリー層、スピン注入層、および磁界発生層からなる群より選択された1以上の活性層と、半導体および半金属からなる群より選択された材料からなり、上部表面および下部表面を有すると共に1以上の活性層の各内部に完全に内包されるように配置された磁気抵抗効果増加層MREL:MagnetoResistanceEnhancingLayerとを備えたものである。本発明に係る第2のスピントロニクス素子は、シード層の上に設けられ、このシード層と接触する第1の強磁性層と、第1の強磁性層の上に必要に応じて設けられ、この第1の強磁性層と接触する、上部表面および下部表面を有する任意の第1の磁気抵抗効果増加層MREL:MagnetoResistanceEnhancingLayerと、第1のMRELの上に設けられ、この第1のMRELと接触する任意の第2の強磁性層と、第2の強磁性層を覆うスペーサ層と、スペーサ層の上に設けられた第1のフリー層と、第1のフリー層の上に設けられた第2のMRELと、第2のMRELの上に設けられた第2のフリー層と、第2のフリー層の上に設けられたキャップ層とを備え、第1の強磁性層および第2の強磁性層を、上部表面と下部表面に対して垂直に磁化するようにしたものである。本発明に係る磁気読み取りヘッドは、シード層の上に設けられ、このシード層と接触する反強磁性AFM:Antiferromagnetic層と、AFM層の上に設けられ、このAFM層と接触するAP2層と、AP2層の上に設けられ、このAP2層と接触するAFM結合層と、AFM結合層の上に設けられ、このAFM結合層と接触する第1の強磁性層と、第1の強磁性層の上に必要に応じて設けられ、この第1の強磁性層と接触する任意の第1の磁気抵抗効果増加層MREL:MagnetoResistanceEnhancingLayerと、第1のMRELの上に設けられ、この第1のMRELと接触する任意の第2の強磁性層と、第1の強磁性層を覆うスペーサ層と、スペーサ層の上に設けられ、このスペーサ層と接触する第1のフリー層と、第1のフリー層の上に必要に応じて設けられた第2のMRELと、第2のMRELの上に設けられ、この第2のMRELと接触する第2のフリー層と、すべてのフリー層を覆うキャップ層とを備えたものである。本発明のスピントロニクス素子、スピントロニクス素子の性能向上方法および製造方法、ならびに磁気読み取りヘッドおよびその製造方法によれば、半導体および半金属からなる磁気抵抗効果増加層MRELを、素子を構成する1つまたは複数の活性層に挿入するようにしたので、素子性能特にMR比とRA値を向上させることができる。まず、本実施の形態の概要を説明する。本発明者は、ZnOなどのバンドギャップが小さい半導体をCuなどの導電性金属層の間に挟み込んで構成した3層構造例えば、Cu0.3/ZnO1.5/Cu0.3;数値は各層の膜厚nmをスピントロニクス素子に挿入すると、そのスピントロニクス素子のMR比が著しく増加することを見出した。その初期の例は、約45×45[nm]のサイズにパターニングされたスピントルク発振器STO:SpinTorqueOscillatorを用いた実験の過程において発見された。その構造は、Ta1.0/Ru2.0/Cu2.0/[Co0.2/Ni0.6]x15/Cu2.0/FeCo15.0/Ru1.0/Ta4.0/Ru3.0であった。ここで、Ta1.0/Ru2.0/Cu2.0はシード層、[Co0.2/Ni0.6]×15はスピン注入層SpinInjectionLayer;SIL、Cu2.0はスペーサ層、FeCo15.0はフリー層、Ru1.0/Ta4.0/Ru3.0はキャップ層であり、各元素記号の右側の数値はその元素からなる層の膜厚単位nmを示す。なお、[Co0.2/Ni0.6]×15は、Co0.2/Ni0.6という単位構造を15回繰り返し積層してえられる多層構造を示す。この素子は、面内RH抵抗vs磁界測定において、ほとんどMR比を示さなかった。しかしながら、外部印加磁界の方向が膜面に垂直な方向に近い場合具体的には、Hは垂直方向から7度を示したには、測定されたMR比は概して約1.5であり、RA値は約0.06であった。図2は、典型的なRH曲線を表す。この図で、横軸は外部磁界、縦軸は抵抗値を示す。ここで、上記のスピントルク発振器構造に上記の3層構造を挿入することにより、全体構造は、Ta1.0/Ru2.0/Cu2.0/[Co0.2/Ni0.6]x15/Cu2.0/FeCo7.5/Cu0.3/ZnO1.5/Cu0.3/FeCo7.5/Ru1.0/Ta4.0/Ru3.0となった。この構造においては、RA値はほとんど変化しなかったが、その一方、MR比が著しく増加した約1.3から約17に増加。すなわち、挿入した3層構造Cu0.3/ZnO1.5/Cu0.3が磁気抵抗効果を増加させるように作用することが分かった。以下において、この3層構造の中間部に位置する層この例ではZnO層を磁気抵抗効果増加層MagnetoRegistanceEnhancingLayer;MRELと呼ぶことにする。図3はその典型的なRH曲線を表す。この測定は、外部印加磁界の方向が膜面に垂直な方向から7度離れた状態で行われた。よって、測定で用いられた外部印加磁界が膜面に対して正確に垂直となるようにされていれば、さらに高いMR値が得られたと考えられる。図4は、MRELを中間部に含む3層構造の断面を模式的に表すものである。この3層構造では、中間部のMRELとしての半導体または半金属層41が、2つの任意の金属層42、43の間に挟まれている。このような3層構造について、さらに以下のようなことがわかった。第1に、Cu0.3/ZnO1.5/Cu0.3の3層構造全体の厚さは、その3層構造のうちの上側および下側に位置する2つの膜厚7.5nmのFeCo層が互いに強く交換結合することを確保するものでなければならない。この条件を満たしていることは、積層膜Ta2.0/Ru2.0/IrMn7.0/FeCo7.5/Cu0.3/ZnO1.5/Cu0.3/FeCo7.5において測定されたMHループが、2つのFeCo層に対して1つのヒステリシスループしか示さなかったことによって確認された。これは、上記の2つのFeCo層が互いに強く結合していることを示す。第2に、面内測定においては、ほとんどMR比を示さなかった。これは、参照例において観察されたこととほぼ同様である。これらの事実から、高いMR比は、[FeCo7.5/Cu0.3/ZnO1.5/Cu0.3/FeCo7.5]なる構造部分の磁気的スイッチングから得られるのではなく、[Co0.2/Ni0.6]x15/Cu2.0/[FeCo7.5/Cu0.3/ZnO1.5/Cu0.3/FeCo7.5]なる構造部分の、Cuスペーサを介したスイッチングによって得られることがわかる。従って、[FeCo7.5/Cu0.3/ZnO1.5/Cu0.3/FeCo7.5]なる構造部分は、置き換えを行う前の元のFeCo150層と同様に、単層であるかのように振る舞う。これにより、Cu0.3/ZnO1.5/Cu0.3なる3層構造は、MR増加層MRELとして作用することがわかる。このような3層構造の挿入により、[FeCo7.5/Cu0.3/ZnO1.5/Cu0.3/FeCo7.5]なる構造のスピン散乱係数は著しく増加すると考えられる。これは、スピンが強磁性金属FeCoから半導体ZnOなどに注入されるとき、スピン係数は、強磁性金属の導電率に対する半導体の導電率の比に比例するという、シュミット理論に合致する。さらに、Cu0.3/ZnO1.5/Cu0.3なる構造は、スピンフィルタリング層としても作用し、弾道散乱システムaballisticscatteringregimeの下で動作する場合であっても、そのように作用し得る。このような動作の綿密な仕組みの如何を問わず、Cu/ZnO/Cuまたは同様の層を挿入した結果得られるMR増加は、以下に詳述するように、多種多様な用途において実現可能である。このようなMRELの適用例を説明する前に、以下を示す。一般化して言うと、MRELを含む構造は、M1/バンドギャップが低く移動度が大きいN型半導体/M2である。ここで、aM1およびM2は、例えば、Cu、Ag、Au、Cグラフェン、ナノチューブなどを含む、Zn、Ti、Sn、Cr、Al、Mg、およびRuなどの高導電性金属であるが、これに限定されるものではない。M1およびM2は、一般に同じ材料を用いて同じ厚さ好ましくは0以上5.0nm以下に形成され、例えばともに膜厚が約0.3nmのCuとするのが望ましい。但し、本発明の効果に著しく影響しない限り、M1およびM2は異なる材料であってもよく、異なる厚さであってもよい。bさらに、MRELを構成するM1/半導体/M2という基本3層構造は、そのまま1回だけ用いてもよいし、あるいは複数回繰り返し追加的に積層するようにしてもよい。この場合、追加する各3層構造は、必ずしも、同じMREL内の他の3層構造とは必ずしも同じ材料および/または同一の厚さでなくてもよい。cMRELの半導体部分におけるバンドギャップは、0.3eV以上8eV以下でなければならず、1eV以上6eV以下であることが望ましい。dMRELの半導体部分における電子移動度は、10cm2sec1V1以上2,000,000cm2sec1V1以下でなければならず、50cm2sec1V1以上50,000cm2sec1V1以下であることが望ましい。MRELの半導体部分を構成するものとして好ましい半導体材料は、例えば、ZnO、ZnS、ZnxMgOXは0以上0.99以下、ZnCuO、ZnCdO、ZnAlO、ZnSe、ZnTe、Si、Ge、TiO2、AIN、GaN、InN、AIP、AIAs、AISb、GaP、GaAs、GaSb、InP、InAs、ZnS、CdS、CdTe、HgTe、PbS、PbSe、PbTe、SnO、SnTe、Cu2O、FeSi2、CrMnSi、Mg2Si、RuSi3、およびIr3Si5などであるが、これに限定されるものではない。MRELの半導体部分は、不純物がドープされていなくてもよいし、あるいは、Si、B、Mg、Mn、Al、Cu、Cd、Cr、Zn、Ti、Sn、Zr、Hf、Ru、Mo、Nb、Co、Fe、およびNiからなる群から選択された不純物ドーパントをドープすることによって半導体部分の導電性を調整するようにしてもよい。また、MRELの半導体部分は、Sb、Bi、CoSi、CoxFeSi、CoxNiSi、CoxMnSi、FeSi、またはCoxCrSiなどの半金属によって置き換えてもよい。MRELの半導体層または半金属層の厚さは、0.1nm以上5nm以下でなければならず、0.3nm以上2nm以下であることが望ましい。次に、既存のMR素子の性能を向上させるためのMRELの使用例をいくつか説明する。これらは、例えば、GMR素子CIP型、CPP型、およびCPP-CCP型を含む、TMR素子、スピン注入素子SIL素子、磁気抵抗メモリMRAM:MagneticRandomAccessMemory、マイクロ波磁気記録MAMR:MicrowaveAssistedMagneticRecording素子など以下の4項目を参照を含むが、これらに限定されるものではない。当業者であれば、上記以外のスピントロニクス素子例えば、様々な型のセンサバイオセンサを含む、熱アシスト磁気抵抗TAMR:ThermallyAssistedMagnetoResistance素子、またはデュアルスピンバルブ素子などについても、本発明によって開示された原理が明らかに適用可能であることが分かるであろう。[1.GMR素子]従来のGMR素子の一般的な構造は、シード/AFM/AP2/Ru/AP1/導電性スペーサ/FL/キャップである。ここで、AFMは反強磁性Antiferromagnetic層、AP2は外側ピンドAntiParallel2層、Ruは結合層、AP1は内側ピンドAntiParallel1層、FLはフリー層である。一方、本発明に基づく構造図4参照を適用したものとしては、以下のようなものが考えられる。1シード/AFM/AP2/Ru/[FM1/MREL/FM2]/導電性スペーサ/FL/キャップ2シード/AFM/AP2/Ru/AP1/導電性スペーサ/[FL1/MREL/FL2]/キャップ3シード/AFM/AP2/Ru/[FM1/MREL/FM2]/導電性スペーサ/[FL1/MREL/FL2]/キャップここで、1はAP1層改善型のGMR素子であり、2は、フリー層改善型のGMR素子である。3は、AP1層-フリー層改善型のGMR素子である。スペーサ層は、均質な金属層CPP素子であってもよく、あるいは、例えばAl2O3内にCuを埋設した構造のように、絶縁体マトリックス内に埋設導体島を形成したもの例えば、Al2O3層の中にCuを分散埋設した構造であってもよいCPP-CCP素子。[2.TMR素子]従来のTMR素子の構造は、シード/AFM/AP2/Ru/AP1/バリア層/FL/キャップである。一方、本発明に基づく構造図4参照としては、以下が考えられる。4シード/AFM/AP2/Ru/[FM1/MREL/FM2]/バリア層/FL/キャップ5シード/AFM/AP2/Ru/AP1/バリア層/[FL1/MREL/FL2]/キャップ6シード/AFM/AP2/Ru/[FM1/MREL/FM2]/バリア層/[FL1/MREL/FL2]/キャップここで、4はAP1層改善型のTMR素子であり、5は、フリー層改善型のTMR素子である。6は、AP1層-フリー層改善型のTMR素子である。バリア層は、極薄の絶縁層であり、例えば、MgO、AlO、TiO、ZnO、Zn/ZnO、またはZn/ZnO/Zn等からなる。ここで、Zn/ZnO/Znは、積層構造として構成しても良いし、もしくは、化学量論的に過剰なZnを含むZnOとして構成してもよい。図5は、AP1層150およびフリー層170の両方にMRELを挿入した場合のGMR素子またはTMR素子を表す模式図である。この素子は、シード層11と、ピンニング層としての反強磁性AFM:Antiferromagnetic層12と、AP2AntiParallel2層としての外側ピンド層13と、例えばルテニウム等からなるAFM結合層14と、AP1AntiParallel1層としての内側ピンド層150と、スペーサ層16と、フリー層FL:FreeLayer170と、キャップ層18とを有する。AP1層150は、MREL51Aによってサブ層15Aと15Bとに分割され、フリー層170はMREL51Bによってサブ層17Aと17Bとに分割されている。スペーサ層16が導電性である場合、MRセンサは巨大磁気抵抗効果GMR:GiantMagnetoResistance素子として機能し、スペーサ層16が絶縁性である場合すなわち、バリア層である場合、MRセンサはトンネル磁気抵抗効果TMR:TunnelingMagnetoResistance素子として機能する。[3.スピン注入層SIL:SpinInjectionLayer素子]このSIL素子は、AFM/AP2/Ru/AP1というピンニングピンド積層体を有しないで動作するものであり、その従来の素子構造は、シード/FM/スペーサ/FL/キャップ層に垂直な磁界を含むである。ここで、FMは強磁性層であり、FLはフリー層である一方、本発明に基づく構造としては、以下のものが考えられる図5参照。7シード/[FM1/MREL/FM2]/スペーサ/FL/キャップ8シード/FM/スペーサ/[FL1/MREL/FL2]/キャップ9シード/[FM1/MREL/FM2]/スペーサ/[FL1/MREL/FL2]/キャップここで、7は強磁性層改善型のSIL素子であり、8フリー層改善型のSIL素子である。9強磁性層-フリー層改善型のSIL素子である。[4.スピントルク発振器STO:SpinTorqueOscillator]このスピントルク発振器は、特に、磁界発生層FGL:FieldGeneratingLayerを備えるものであり、その従来の素子構造は、シード/SIL/スペーサ/FGL/キャップ層に垂直な磁界を含むである。一方、本発明に基づく構造としては、以下のものが考えられる。10シード/[FM1/MREL/FM2]/スペーサ/FGL/キャップ11シード/SIL/スペーサ/[FL1/MREL/FL2]/キャップ12シード/[FM1/MREL/FM2]/スペーサ/[FL1/MREL/FL2]/キャップここで、10はSIL改善型のスピントルク発振器であり、11はFGL改善型のスピントルク発振器である。12は、SIL-FGL改善型のスピントルク発振器である。図6は、スピントルク発振器の3つの主要構成部を表すものである。3つの主要構成部は、SIL62と、スペーサとしての中間層63と、MREL51によって上下に分割されたサブ層64Aおよびサブ層64Bを含むFGL64とからなる。上記の4つのカテゴリーに示された例においては、シード層は、例えば、Ta/Ru、Ta/Cu、Ta/NiFe、Ta/NiCr、Ta/NiFeCr、Ta/Ti、Ta/Ti/Cu、およびTa/Ti/Ru/Cu等により構成され、AFM層はAFM層が存在する場合には、例えば、IrMn、PtMn、およびPtPdMn等により構成され、AP2層はAP2層が存在する場合には、例えば、CoFe、CoFe/FeTa/CoFe、およびCoFe/CoFeB/CoFe等により構成される。以上、いくつかの実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、各実施の形態における各層を構成する材料やその膜厚は、上記したものに限定されず、種々の変更や置換が可能である。"