Spintronics คืออะไร

Spintronics เป็นรูปแบบอิเล็กทรอนิกส์ที่เพิ่งตั้งขึ้นใหม่ซึ่งใช้สถานะสนามแม่เหล็ก ( สปิน ) ของอิเล็กตรอนในการเข้ารหัสและประมวลผลข้อมูลแทนที่จะใช้ประจุไฟฟ้า ในทางเทคนิคแล้วการปั่นเป็นคุณสมบัติควอนตัมที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับ ดังนั้นบางครั้ง Spintronics จึงถูกมองว่าเป็นการเอฟเฟกต์ควอนตัม อิเล็กตรอนสามารถหมุน ขึ้น หรือ ลงได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับทิศทางของแม่เหล็ก แม่เหล็กของวัสดุเฟอร์โรอิเล็กทริกซึ่งไม่ใช่ตัวนำไฟฟ้าซึ่งกลายเป็นโพลาไรซ์เมื่อสัมผัสกับสนามไฟฟ้านั้นมีอยู่เนื่องจากอิเล็กตรอนจำนวนมากในวัตถุดังกล่าวทั้งหมดมีการหมุนเหมือนกัน

spintronics มีศักยภาพที่จะกลายเป็นสื่อหน่วยความจำในอุดมคติสำหรับการคำนวณ มีการอ้างว่าหน่วยความจำ spintronic หรือ MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory) มีศักยภาพในการบรรลุความเร็วของ SRAM (Static RAM), ความหนาแน่นของ DRAM (Dynamic RAM) และความไม่แน่นอนของหน่วยความจำแฟลช การไม่ผันผวน หมายความว่าข้อมูลยังคงถูกเข้ารหัสเมื่อปิดเครื่อง Spintronics ได้รับการขนานนามว่าเป็นก้าวหนึ่งในการคำนวณควอนตัม

เนื่องจากความไม่ผันผวนของมัน MRAM หรือ spintronics อื่น ๆ จึงสามารถใช้ในการสร้าง ทันทีบน คอมพิวเตอร์และหน่วยความจำที่สะดวกมากอุปกรณ์เก็บข้อมูลและแบตเตอรี่ เทคโนโลยีนี้ยังสามารถใช้ในการสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เล็กลงและเร็วขึ้นและใช้พลังงานน้อยลง เป็นที่คาดการณ์ว่าอุปกรณ์ MRAM จะวางตลาดในปี 2010 พร้อมกับอุปกรณ์ spintronics อื่น ๆ ที่ตามมาในช่วงวัยรุ่น

ความก้าวหน้าที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางเป็นครั้งแรกใน spintronics คือการใช้ประโยชน์จากสนามแม่เหล็กขนาดใหญ่หรือ GMR ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ใช้ในหัวอ่านของฮาร์ดไดรฟ์ส่วนใหญ่ GMR และ spintronics อื่น ๆ สามารถใช้ในการตรวจจับสนามแม่เหล็กขนาดเล็กมากโดยใช้วัสดุที่ไม่ใช่แม่เหล็กที่คั่นระหว่างแผ่นแม่เหล็กสองแผ่น วัสดุนี้เปลี่ยนความต้านทานไฟฟ้าอย่างรวดเร็วตามทิศทางแม่เหล็กของแผ่น GMR สามารถแข็งแกร่งกว่า magnetoresistance ได้ 100 เท่า บางครั้งอุปกรณ์ GMR เรียกว่า วาล์วหมุน

การสังเคราะห์อุปกรณ์ที่ใช้ MRAM นั้นสามารถทำได้อย่างสะดวกเพราะเทคนิคการประดิษฐ์ที่เกี่ยวข้องนั้นมีความคล้ายคลึงกันมากกับเทคนิคการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ซิลิคอนแบบดั้งเดิม ข้อเสนอสำหรับอุปกรณ์รวมอิเล็กทรอนิกส์ / แม่เหล็กเป็นเรื่องธรรมดา ในปี 2545 ไอบีเอ็มประกาศว่าพวกเขาประสบความสำเร็จในการจัดเก็บข้อมูลหนึ่งล้านล้านบิตต่อตารางนิ้วในอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลต้นแบบ