IBM Research razvija spintroniko

Raziskovalci iz IBM Researcha v Zürichu in tamkajšnje Tehniške univerze (ETH) poročajo o pomembnem dosežku na področju spintronike, ki ima pomembne posledice za razvoj novih vrst pomnilnika. Spintronika je relativno mlado tehniško področje, kjer poleg električnega naboj elektronov izkoriščamo tudi njihov spin, ki znaša 1/2, in pripadajoč magnetni moment. Tega je bilo doslej nemogoče zakleniti za dovolj dolgo obdobje, sedaj pa je znanstvenikom uspelo spinsko stanje sistema elektronov ohraniti za dobro nanosekundo.

Doslej so znali držati spine elektronov v usmerjenem stanju le nekaj deset pikosekund, kar je premalo za njihovo uporabo. Tridesetkrat dlje oziroma 1,1 nanosekunde pa je že dovolj časa, saj v tem času procesor s frekvenco 1 GHz opravi en cikel. Spini elektronov v tem času seveda niso nespremenjeni, se pa spreminjajo predvidljivo in korelirano. Njihovo gibanje so opisali z dunajskim valčkom. Ker so elektroni med seboj korelirani, se medtem ko ti potujejo naprej po polprevodniku za nekaj deset mikrometrov, njihov spin usklajeno in predvidljivo obrača. Tako je mogoče vsak čas sklepati, kakšen spin so imeli na začetku in to izkoristiti za hranjenje informacije.

To jim je uspelo s posebej izbranim materialom galijevega arzenida (GaAs), v katerem imamo spinsko-orbitalno sklopitev primerne jakosti. GaAs je znan polprevodniški material, ki se često uporablja za integrirana vezja, infrardeče LED in sončne celice. V prihodnosti ga bomo morebiti uporabljali tudi za shranjevanje informacij z elektronskim spinom, če bodo seveda uspeli dvigniti temperaturo delovanja blizu sobni. Tile eksperimenti so potekali pri -223 °C.