Co to jest Spintronics?

Spintronika jest rodzącą się formą elektroniki, która wykorzystuje stan magnetyczny ( spin ) elektronów do kodowania i przetwarzania danych, zamiast wykorzystywać ładunek elektryczny. Z technicznego punktu widzenia spin jest właściwością kwantową, blisko spokrewnioną z magnetyzmem, ale nie dokładnie taką samą. Spintronika jest więc czasami uważana za wykorzystującą efekty kwantowe. Elektron może posiadać spin w górę lub w dół , w zależności od jego orientacji magnetycznej. Magnetyzm materiałów ferroelektrycznych, nieprzewodzących, które ulegają spolaryzowaniu pod wpływem pola elektrycznego, istnieje, ponieważ wiele elektronów w takich obiektach ma ten sam obrót.

Spintronika, znana również jako magnetoelektronika, może stać się idealnym nośnikiem pamięci dla komputerów. Twierdzono, że pamięć spintroniczna lub MRAM (magnetorezystancyjna pamięć o dostępie swobodnym) może potencjalnie osiągnąć prędkość SRAM (statyczna pamięć RAM), gęstość DRAM (dynamiczna pamięć RAM) oraz nieulotność pamięci flash. Brak zmienności oznacza, że ​​dane są nadal kodowane po wyłączeniu zasilania. Spintronika została również nazwana krokiem w kierunku obliczeń kwantowych.

Ze względu na jego nieulotność, MRAM lub inna spintronika może pewnego dnia zostać wykorzystana do natychmiastowego tworzenia na komputerach i niezwykle wygodnej pamięci, urządzeniach pamięci i bateriach. Technologię można również wykorzystać do tworzenia mniejszych i szybszych urządzeń elektronicznych, które zużywają mniej energii. Przewiduje się, że urządzenia MRAM będą dostępne na rynku do 2010 r., A inne urządzenia spintroniczne pojawią się w pierwszych latach życia.

Pierwszym powszechnie uznanym przełomem w spintronice było wykorzystanie gigantycznej magnetooporności, czyli GMR, technologii stosowanej obecnie w głowicach odczytu większości dysków twardych. GMR i inna spintronika mogą być użyte do wykrywania bardzo małych pól magnetycznych za pomocą niemagnetycznego materiału umieszczonego pomiędzy dwiema płytkami magnetycznymi. Materiał ten szybko zmienia swoją oporność elektryczną w oparciu o orientację magnetyczną płyt. GMR może być 100 razy silniejszy niż zwykła magnetorezystancja. Czasami urządzenia GMR są nazywane zaworami obrotowymi .

Synteza urządzeń opartych na MRAM może być wygodna, ponieważ stosowane techniki wytwarzania mają wiele wspólnego z konwencjonalnymi technikami wytwarzania półprzewodników krzemowych. Propozycje zintegrowanych urządzeń elektronicznych / magnetycznych są powszechne. W 2002 r. IBM ogłosił, że osiągnął pojemność jednego biliona bitów na cal kwadratowy w prototypowym urządzeniu magazynującym.