Hva er Spintronics?

Spintronics er en begynnende form av elektronikk som bruker magnetiske tilstander ( spinn ) til elektron for å kode og behandle data, i stedet for å bruke elektrisk ladning. Teknisk er spinn en kvanteegenskap, nært knyttet til, men ikke akkurat det samme som magnetisme. Spintronics blir derfor noen ganger sett på som å utnytte kvanteeffekter. Et elektron kan enten ha en opp- eller ned- spinn, avhengig av dens magnetiske orientering. Ferroelektriske materialers magnetisme, ikke-ledere som blir polarisert når de utsettes for et elektrisk felt, eksisterer fordi mange av elektronene i slike objekter alle har samme snurr.

Også kjent som magnetoelektronikk, har spintronics potensialet til å bli det ideelle minnemediet for databehandling. Det har blitt hevdet at spintronisk minne, eller MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory) har potensialet til å oppnå hastigheten på SRAM (statisk RAM), tettheten til DRAM (dynamisk RAM) og ikke-flyktigheten i flashminnet. Ikke-flyktighet betyr at dataene fortsatt kodes når strømmen er slått av. Spintronics har også blitt kalt et skritt i retning av kvanteberegning.

På grunn av den ikke-flyktigheten, kan MRAM eller annen spintronics en dag brukes til å lage øyeblikkelig på datamaskiner og ekstremt praktisk minne, lagringsenheter og batterier. Teknologien kan også brukes til å lage elektroniske enheter som er mindre og raskere og bruker mindre strøm. Det er anslått at MRAM-enheter vil være kommersielt tilgjengelige innen 2010, med andre spintronics-enheter i begynnelsen av tenårene.

Det første anerkjente gjennombruddet i spintronics var utnyttelsen av gigantisk magnetoresistens, eller GMR, en teknologi som nå brukes i lesehodene på de fleste harddisker. GMR og annen spintronics kan brukes til å oppdage ekstremt små magnetiske felt ved å bruke et ikke-magnetisk materiale som er klemt inn mellom to magnetiske plater. Dette materialet endrer raskt sin elektriske resistivitet basert på platens magnetiske orientering. GMR kan være 100 ganger sterkere enn vanlig magnetoresistens. Noen ganger blir GMR-enheter referert til som spinnventiler .

Syntetisering av MRAM-baserte enheter kan være praktisk fordi fremstillingsteknikkene som er involvert har mye til felles med konvensjonelle silisium halvlederproduksjonsteknikker. Forslag til elektroniske / magnetiske integrerte enheter er vanlige. I 2002 kunngjorde IBM at de hadde oppnådd en lagringskapasitet på en billion bit per kvadrat tomme i en prototyp lagringsenhet.