Was ist Spintronics?

spintronics ist eine entstehende Form der Elektronik, die den magnetischen Zustand ( spin ) von Elektronen zum Codieren und Verarbeiten von Daten verwendet, anstatt die elektrische Ladung zu verwenden. Technisch gesehen ist Spin eine Quanteneigenschaft, die eng mit dem Magnetismus verbunden ist, aber nicht genau das Gleiche. Spintronics wird daher manchmal als Ausnutzung von Quanteneffekten angesehen. Ein Elektron kann je nach magnetischer Orientierung entweder einen up oder Down Spin besitzen. Der Magnetismus von ferroelektrischen Materialien, Nicht -Leiter, die bei einem elektrischen Feld polarisiert werden, existiert, da viele der Elektronen in solchen Objekten den gleichen Spin aufweisen. Es wurde behauptet, dass Spintronic Memory oder MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory) das Potenzial hat, die Geschwindigkeit von SRAM (statischer RAM), die Dichte des DRAM (Dynamic RAM) und die Nicht-Volatilität des Flash-Speichers zu erreichen. Nicht-Volatilität bedeutet, dass die Daten immer noch codiert werden, wenn die Leistung ausgeschaltet wird. Spintronics wurde auch als Schritt in die Richtung des Quantencomputers bezeichnet.

Aufgrund seiner Nicht-Volatilität, MRAM oder anderer Spintronics könnte eines Tages sofort auf Computer und äußerst bequemen Speicher, Speichergeräte und Batterien erstellt werden. Die Technologie könnte auch verwendet werden, um elektronische Geräte zu erstellen, die kleiner und schneller sind und weniger Strom verbrauchen. Es wird prognostiziert, dass MRAM -Geräte bis 2010 im Handel erhältlich sein werden, wobei andere Spintronics -Geräte in den frühen Teenagern folgen.

Der erste weithin anerkannte Durchbruch bei Spintronics war die Ausbeutung der riesigen Magnetoresistenz oder GMR, eine Technologie, die jetzt in den Read -Köpfen der meisten Festplatten verwendet wird. GMR und andere Spintronik können verwendet werden, um extrem kleine Magnetfelder unter Verwendung eines nichtmagnetischen Materials zu erkennenzwischen zwei Magnetplatten eingeklemmt. Dieses Material verändert seinen elektrischen Widerstand schnell auf der magnetischen Ausrichtung der Platten. GMR kann 100 -mal stärker sein als gewöhnliche Magnetoresistenz. Manchmal werden GMR -Geräte als Spinventile .

bezeichnet

Synthese-MRAM-basierte Geräte können bequem sein, da die beteiligten Herstellungstechniken mit herkömmlichen Halbleiterfabrik-Techniken der Silizium-Halbleiter-Herstellung viel gemeinsam sind. Vorschläge für elektronische/magnetische integrierte Geräte sind häufig. Im Jahr 2002 kündigte IBM an, dass sie eine Speicherkapazität von einer Billion Bit pro Quadratzoll in einem Prototyp -Speichergerät erreicht hätten.