Spintronika

Spintronika je nový kvantově fyzikální obor na pomezí magnetismu a elektroniky, který patří do nanofyziky a těší se jako každý nový obor velkému zájmu výzkumu i aplikacím zejména ve sdělovací a výpočetní technice. Podstatou spintroniky je  řízení a ovládání proudu jen  magnetické charakteristiky  částic a sice magnetických momentů, kterým také říkáme spiny.V klasické elektronice  se spiny  částic (nejčastěji elektronů) neuvažují. ve spinoelektronice  se užívá tzv. spinový stupeň volnosti.

První kroky k využití spinového stupně volnosti jsou spojeny s objevem gigantické magnetorezistance magnetických multivrstev v roce 1988. magnetická multivrstva je tvořena střídáním magnetických a nemagnetických vrstev. Magnetorezistance takových vrstev je nejnižší, jsou-li magnetické momenty v magnetických vrstvách uspořádány rovnoběžně.První spintronický prvek je spinoda – spintropická doida. setkáváme se s ní  už dnes ve čtecích hlavách a harddiscích. Užitím obvodů se spinodami se podstatně zvyšuje kapacita paměti a čtecí rychlost asi 100x.

Pokud přesahuje relativní zvětšení magnetorezistance 200 %, pak hovoříme o gigantické magnetorezistanci (GMR). Jejím použitím však nelze překročit informační hustotu 0,17Gbit/mm2. další zvyšování rychlosti čtení a hustoty informací v paměti lze pravděpodobně dosáhnout dalším spintronickým prvkem, kterým je tunelový magnetický přechod. Jeho struktura je tvořena ze 2 feromagnetických vrstev, oddělených tenkou izolační vrstvou oxidu hlinitého. Elektrony mohou tunelovat tenkou vrstvou, přičemž pravděpodobnost protunrlování závisí na orientaci spinů ve feromagnetiku a tím závisí na orientaci spinů i magnetoresistance. Na tomto typu lze vytvářet i nové typy pamětí počítačů. Přednost spintronických pamětí proti polovodičovým spočívá v tom, že podržují uložené údaje i nějakou dobu po vypnutí počítače. Výhodnější magnetickou polarizaci proti klasickým kovovým feromagnetikám (Fe, Cr, Ni) mají některé magnetické látky jako manganit. Nejvhodnější se v současné době jeví magnezit (Fe3O4).