スピントロニクスとは？

スピントロニクスは、電荷を使用するのではなく、電子の磁気状態（ スピン ）を使用してデータをエンコードおよび処理する電子工学の初期の形態です。 技術的には、スピンは量子特性であり、磁気と密接に関連していますが、厳密には磁気と同じではありません。 そのため、スピントロニクスは量子効果を利用していると見なされることがあります。 電子は、その磁気の向きに応じて、 アップスピンまたはダウンスピンを保持できます。 そのような物体の電子の多くはすべて同じスピンを持っているため、電界にさらされると分極する強誘電体材料の非磁性体の磁性が存在します。

マグネトエレクトロニクスとしても知られるスピントロニクスは、コンピューティングに理想的なメモリメディアになる可能性があります。 スピントロニックメモリ、またはMRAM（磁気抵抗ランダムアクセスメモリ）は、SRAM（静的RAM）の速度、DRAM（ダイナミックRAM）の密度、およびフラッシュメモリの不揮発性を達成する可能性があると主張されています。 不揮発性とは、電源を切ってもデータがまだエンコードされていることを意味します。 スピントロニクスは、量子コンピューティングの方向への一歩とも呼ばれています。

不揮発性のため、MRAMまたは他のスピントロニクスを使用して、コンピューター上でインスタントを作成し 、非常に便利なメモリ、ストレージデバイス、およびバッテリーを作成することができます。 この技術は、より小さく、より速く、より少ない電力を消費する電子デバイスの作成にも使用できます。 MRAMデバイスは2010年までに市販され、他のスピントロニクスデバイスは10代前半に発売されると予測されています。

スピントロニクスで最初に広く認められたブレークスルーは、現在ほとんどのハードドライブの読み取りヘッドに採用されている技術である巨大磁気抵抗（GMR）の活用です。 GMRおよび他のスピントロニクスを使用して、2つの磁気プレートの間に挟まれた非磁性材料を使用することにより、非常に小さな磁場を検出できます。 この材料は、プレートの磁気配向に基づいて電気抵抗率を急速に変化させます。 GMRは、通常の磁気抵抗の100倍の強度があります。 時にはGMRデバイスはスピンバルブと呼ばれます。

MRAMベースのデバイスの合成は、関連する製造技術が従来のシリコン半導体製造技術と多くの共通点があるため便利です。 電子/磁気集積デバイスの提案は一般的です。 2002年、IBMはプロトタイプストレージデバイスで1平方インチあたり1兆ビットのストレージ容量を達成したことを発表しました。