較低的電流導致高效的存儲

研究人員朝著實現一種新的存儲器方向邁進了一步，該存儲器根據自旋電子學原理工作，該原理類似于電子學，但與電子學不同。它們獨特的基于砷化鎵的鐵磁半導體可通過在低功率感應電流的存在下快速切換其磁態來充當存儲器。以前，這種電流感應的磁化開關是不穩定的，并且消耗了很多功率，但是這種新材料既抑制了不穩定性，又降低了功耗。

量子計算領域經常被技術媒體報道。然而，沿著類似路線的另一個新興領域往往被忽視，那就是自旋電子學。簡而言之，自旋電子設備可以替代某些電子設備，并在極低的功率水平下提供更高的性能。電子設備將電子的運動用于功率和通信。而自旋電子器件使用固定的電子，其角動量，或旋的可轉移性能。這有點像讓一群人將信息從一個傳遞到另一個，而不是讓一端的人跑到另一端。Spintronics減少了執行計算或存儲功能所需的精力。

基于自旋電子的存儲設備由于具有非易失性特性而很有用，因為它們具有非易失性，這意味著一旦處于特定狀態，即使沒有電源，它們也可以保持該狀態。常規計算機內存(例如由普通半導體制成的DRAM和SRAM)在斷電時會丟失其狀態。實驗性自旋電子存儲設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制狀態1或0，并且狀態的轉換可以非常非常快地發生。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工作。

東京大學自旋電子學研究網絡中心的副教授大矢忍(Shinobu Ohya)表示：“使材料磁化類似于旋轉機械設備。” “在旋轉系統中有旋轉力在起作用，稱為轉矩;在自旋電子系統中類似地也存在稱為自旋軌道轉矩的轉矩，盡管它們是量子力學的而不是經典的。在自旋軌道轉矩中，'反阻尼轉矩'有助于磁化切換，而“類似磁場的轉矩”可以抵抗它，從而提高了執行切換所需的電流水平。我們希望對此加以抑制。”

Ohya和他的團隊嘗試了不同的材料以及這些材料的各種形式。在小規模的情況下，取決于電流方向和厚度等物理參數，抗阻尼轉矩和類似磁場的轉矩可能會有很大不同。研究人員發現，基于砷化鎵的鐵磁半導體薄膜的厚度僅為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的轉矩得到了抑制。這意味著磁化切換發生在有史以來最低的電流記錄下。