什么是自旋电子学？(spintronics?)

自旋电子学是一种新兴的电子学形式，它利用电子的磁态（自旋）来编码和处理数据，而不是使用电荷。从技术上讲，自旋是一种量子性质，与磁性密切相关，但并不完全相同。因此，自旋电子学有时被认为是利用量子效应。一个电子可以具有向上或向下的自旋，这取决于它的磁取向。铁电材料的磁性是存在的，因为铁电材料中的许多电子都具有相同的自旋，所以当暴露在电场中时会极化的非导体。。...

自旋电子学也被称为磁电子学，它有可能成为理想的计算存储介质。有人声称，自旋电子存储器或MRAM（磁阻随机存取存储器）有可能实现SRAM（静态RAM）的速度、DRAM（动态RAM）的密度和闪存的非易失性。非易失性意味着当电源关闭时，数据仍然被编码。自旋电子学也被称为量子计算方向上的一步。

由于其非挥发性，MRAM或其他自旋电子学有朝一日可以用于在计算机上创建即时存储器、存储设备和电池。该技术还可用于制造更小、更快、功耗更低的电子设备。据预测，MRAM设备将在2010年上市，其他自旋电子学设备也将在青少年时期上市。

自旋电子学的第一个被广泛认可的突破是利用了巨磁电阻（GMR），这是一种现在应用于大多数硬盘读取头的技术。GMR和其他自旋电子学可以通过使用夹在两个磁性板之间的非磁性材料来探测极小的磁场。这种材料根据极板的磁取向迅速改变其电阻率。GMR比普通磁电阻强100倍。有时，GMR装置被称为旋转阀。。

合成基于MRAM的器件非常方便，因为所涉及的制造技术与传统的硅半导体制造技术有很多共同点。电子/磁集成设备的提案很常见。2002年，IBM宣布他们已经在一个原型存储设备中实现了每平方英寸1万亿位的存储容量。

发表于 2021-12-29 15:59
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