Kaj je Spintronics?

Spintronika je nastajajoča oblika elektronike, ki uporablja magnetno stanje (spin) elektronov za kodiranje in obdelavo podatkov, namesto da uporablja električni naboj. Tehnično je spin kvantna lastnost, ki je tesno povezana z magnetizmom, vendar ni povsem enaka. Zato včasih velja, da spintronika izkorišča kvantne učinke. Elektron ima lahko vrtenje navzgor ali navzdol, odvisno od njegove magnetne orientacije. Magnetizem feroelektričnih materialov, neprevodnikov, ki postanejo polarizirani, ko so izpostavljeni električnemu polju, obstaja, ker imajo vsi elektroni v takih predmetih enak spin.

Znana tudi kot magnetoelektronika, ima spintronika potencial, da postane idealen pomnilniški medij za računalništvo. Trdilo se je, da ima spintronski pomnilnik ali MRAM (magnetorezistivni pomnilnik z naključnim dostopom) potencial za doseganje hitrosti SRAM (statičnega RAM-a), gostote DRAM-a (dinamičnega RAM-a) in nehlapnosti bliskovnega pomnilnika. Nehlapnost pomeni, da so podatki še vedno kodirani, ko je napajanje izklopljeno. Spintroniko imenujejo tudi korak v smeri kvantnega računalništva.

Zaradi svoje nehlapnosti bi se lahko MRAM ali druga spintronika nekega dne uporabljala za ustvarjanje instant na računalnikih in izjemno priročnem pomnilniku, napravah za shranjevanje in baterijah. Tehnologijo bi lahko uporabili tudi za izdelavo elektronskih naprav, ki so manjše in hitrejše ter porabijo manj energije. Predvideva se, da bodo naprave MRAM komercialno na voljo do leta 2010, druge naprave spintronike pa bodo sledile v zgodnjih najstniških letih.

Prvi splošno priznan preboj v spintroniki je bilo izkoriščanje velikanske magnetne odpornosti ali GMR, tehnologije, ki se zdaj uporablja v bralnih glavah večine trdih diskov. GMR in druga spintronika se lahko uporablja za odkrivanje izjemno majhnih magnetnih polj z uporabo nemagnetnega materiala, stisnjenega med dvema magnetnima ploščama. Ta material hitro spremeni svojo električno upornost glede na magnetno orientacijo plošč. GMR je lahko 100-krat močnejši od običajne magnetne odpornosti. Včasih se naprave GMR imenujejo vrtljivi ventili.

Sintetiziranje naprav, ki temeljijo na MRAM-u, je lahko priročno, ker imajo vključene tehnike izdelave veliko skupnega s konvencionalnimi tehnikami izdelave silicijevih polprevodnikov. Predlogi za elektronske/magnetne integrirane naprave so pogosti. Leta 2002 je IBM objavil, da je v prototipni napravi za shranjevanje dosegel pomnilniško zmogljivost enega trilijona bitov na kvadratni palec.