Wat is Spintronics?
Spintronics is een opkomende vorm van elektronica die de magnetische toestand ( spin ) van elektronen gebruikt om gegevens te coderen en te verwerken in plaats van elektrische lading te gebruiken. Technisch gezien is spin een kwantumeigenschap, nauw verwant aan, maar niet precies hetzelfde als magnetisme. Spintronics wordt daarom soms beschouwd als het benutten van kwantumeffecten. Een elektron kan een opwaartse of neerwaartse spin hebben, afhankelijk van zijn magnetische oriëntatie. Het magnetisme van ferro-elektrische materialen, niet-geleiders die gepolariseerd raken wanneer ze worden blootgesteld aan een elektrisch veld, bestaat omdat veel van de elektronen in dergelijke objecten allemaal dezelfde spin hebben.
Ook bekend als magneto-elektronica, heeft spintronics het potentieel om de ideale geheugenmedia voor computergebruik te worden. Er is beweerd dat spintronisch geheugen, of MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory) het potentieel heeft om de snelheid van SRAM (statisch RAM), de dichtheid van DRAM (dynamisch RAM) en de niet-vluchtigheid van flashgeheugen te bereiken. Niet-vluchtigheid betekent dat de gegevens nog steeds worden gecodeerd wanneer de stroom wordt uitgeschakeld. Spintronics is ook een stap in de richting van quantum computing genoemd.
Vanwege zijn niet-vluchtigheid kan MRAM of andere spintronica ooit worden gebruikt om direct op computers en extreem handig geheugen, opslagapparaten en batterijen te creëren. De technologie kan ook worden gebruikt om elektronische apparaten te maken die kleiner en sneller zijn en minder stroom verbruiken. Verwacht wordt dat MRAM-apparaten tegen 2010 commercieel beschikbaar zullen zijn, met andere spintronics-apparaten in de vroege tienerjaren.
De eerste algemeen erkende doorbraak in spintronica was de exploitatie van gigantische magnetoresistentie, of GMR, een technologie die nu wordt gebruikt in de leeskoppen van de meeste harde schijven. GMR en andere spintronica kunnen worden gebruikt om extreem kleine magnetische velden te detecteren met behulp van een niet-magnetisch materiaal dat zich tussen twee magnetische platen bevindt. Dit materiaal verandert snel zijn elektrische weerstand op basis van de magnetische oriëntatie van de platen. GMR kan 100 keer sterker zijn dan gewone magnetoweerstand. Soms worden GMR-apparaten spin-kleppen genoemd .
Het synthetiseren van op MRAM gebaseerde apparaten kan handig zijn omdat de betrokken fabricagetechnieken veel gemeen hebben met conventionele silicium halfgeleider fabricagetechnieken. Voorstellen voor elektronische / magnetische geïntegreerde apparaten zijn gebruikelijk. In 2002 kondigde IBM aan dat ze een opslagcapaciteit van een biljoen bits per vierkante inch hadden bereikt in een prototype opslagapparaat.