研究人員朝著實(shí)現(xiàn)一種新的存儲(chǔ)器方向邁進(jìn)了一步，該存儲(chǔ)器根據(jù)自旋電子學(xué)原理工作，該原理類似于電子學(xué)，但與電子學(xué)不同。它們獨(dú)特的基于砷化鎵的鐵磁半導(dǎo)體可通過在低功率感應(yīng)電流的存在下快速切換其磁態(tài)來充當(dāng)存儲(chǔ)器。以前，這種電流感應(yīng)的磁化開關(guān)是不穩(wěn)定的，并且消耗了很多功率，但是這種新材料既抑制了不穩(wěn)定性，又降低了功耗。

量子計(jì)算領(lǐng)域經(jīng)常被技術(shù)媒體報(bào)道。然而，沿著類似路線的另一個(gè)新興領(lǐng)域往往被忽視，那就是自旋電子學(xué)。簡(jiǎn)而言之，自旋電子設(shè)備可以替代某些電子設(shè)備，并在極低的功率水平下提供更高的性能。電子設(shè)備將電子的運(yùn)動(dòng)用于功率和通信。而自旋電子器件使用固定的電子，其角動(dòng)量，或旋的可轉(zhuǎn)移性能。這有點(diǎn)像讓一群人將信息從一個(gè)傳遞到另一個(gè)，而不是讓一端的人跑到另一端。Spintronics減少了執(zhí)行計(jì)算或存儲(chǔ)功能所需的精力。

基于自旋電子的存儲(chǔ)設(shè)備由于具有非易失性特性而很有用，因?yàn)樗鼈兙哂蟹且资裕@意味著一旦處于特定狀態(tài)，即使沒有電源，它們也可以保持該狀態(tài)。常規(guī)計(jì)算機(jī)內(nèi)存(例如由普通半導(dǎo)體制成的DRAM和SRAM)在斷電時(shí)會(huì)丟失其狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)性自旋電子存儲(chǔ)設(shè)備的核心是磁性材料，它們可以沿相反的方向磁化以表示熟悉的二進(jìn)制狀態(tài)1或0，并且狀態(tài)的轉(zhuǎn)換可以非常非?？斓匕l(fā)生。然而，由于要使自旋電子材料磁化并不是一件容易的事，因此一直在尋找最好的材料來完成這項(xiàng)工作。

東京大學(xué)自旋電子學(xué)研究網(wǎng)絡(luò)中心的副教授大矢忍(Shinobu Ohya)表示：“使材料磁化類似于旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備。” “在旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)中有旋轉(zhuǎn)力在起作用，稱為轉(zhuǎn)矩;在自旋電子系統(tǒng)中類似地也存在稱為自旋軌道轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩，盡管它們是量子力學(xué)的而不是經(jīng)典的。在自旋軌道轉(zhuǎn)矩中，'反阻尼轉(zhuǎn)矩'有助于磁化切換，而“類似磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)矩”可以抵抗它，從而提高了執(zhí)行切換所需的電流水平。我們希望對(duì)此加以抑制。”

Ohya和他的團(tuán)隊(duì)嘗試了不同的材料以及這些材料的各種形式。在小規(guī)模的情況下，取決于電流方向和厚度等物理參數(shù)，抗阻尼轉(zhuǎn)矩和類似磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)矩可能會(huì)有很大不同。研究人員發(fā)現(xiàn)，基于砷化鎵的鐵磁半導(dǎo)體薄膜的厚度僅為15納米，約為美元鈔票厚度的七十分之一，這種不良的類似電場(chǎng)的轉(zhuǎn)矩得到了抑制。這意味著磁化切換發(fā)生在有史以來最低的電流記錄下。

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