Vad är Spintronics?

Spintronics är en framväxande form av elektronik som använder det magnetiska tillståndet ( spinn ) för elektroner för att koda och bearbeta data, snarare än att använda elektrisk laddning. Tekniskt sett är spin en kvantegenskap, nära besläktad med men inte exakt samma sak som magnetism. Spintronics betraktas därför ibland som att utnyttja kvanteffekter. En elektron kan ha antingen en upp- eller ned- snurr, beroende på dess magnetiska orientering. Ferroelektriska materialets magnetism, icke-ledare som blir polariserade när de utsätts för ett elektriskt fält, finns på grund av att många av elektronerna i sådana föremål alla har samma snurr.

Också känd som magnetoelektronik har spintronics potentialen att bli det ideala minnesmediet för datoranvändning. Det har hävdats att spintroniskt minne, eller MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory) har potentialen att uppnå hastigheten för SRAM (statisk RAM), densiteten för DRAM (Dynamic RAM) och flashminnets icke-flyktighet. Icke-flyktighet innebär att data fortfarande är kodade när strömmen är avstängd. Spintronics har också kallats ett steg i riktning mot kvantberäkning.

På grund av dess icke-flyktighet kan MRAM eller annan spintronics en dag användas för att skapa direkt på datorer och extremt bekvämt minne, lagringsenheter och batterier. Tekniken kan också användas för att skapa elektroniska enheter som är mindre och snabbare och förbrukar mindre ström. Det beräknas att MRAM-enheter kommer att vara kommersiellt tillgängliga år 2010, med andra spintronics-enheter som följer i början av tonåren.

Det första allmänt erkända genombrottet inom spintronics var utnyttjandet av gigantisk magnetoresistens, eller GMR, en teknik som nu används i läshuvudena på de flesta hårddiskar. GMR och annan spintronik kan användas för att detektera extremt små magnetfält genom att använda ett icke-magnetiskt material som är klamrat mellan två magnetiska plattor. Detta material ändrar dess elektriska resistivitet snabbt baserat på plattornanas magnetiska orientering. GMR kan vara 100 gånger starkare än vanlig magnetoresistens. Ibland benämns GMR-enheter rotationsventiler .

Syntetisering av MRAM-baserade anordningar kan vara bekvämt eftersom tillverkningsteknikerna involverade har mycket gemensamt med konventionella kiselhalvledartillverkningstekniker. Förslag för elektroniska / magnetiska integrerade enheter är vanliga. 2002 tillkännagav IBM att de hade uppnått en lagringskapacitet på en biljon bit per kvadrat tum i en prototyp lagringsenhet.