电子自旋

在电子信息处理领域,一项重大突破正在改变我们对电子器件的认知。传统电子设备主要依赖电子或空穴的电荷来传输数据,以”1″和”0″的二进制形式传递信息。然而,一种新兴的技术——自旋电子学,正在开辟一条全新的道路。这种技术利用电子的自旋属性,即其磁极方向,来处理信息,潜在地可以处理更大量级的数据。

明尼苏达双城大学与美国国家标准与技术研究院的研究人员合作开发出一种自旋电子器件制造的新工艺，可以在常见的半导体材料上生成高质量的磁性薄膜，并与其他元件集成在一个芯片上，有望成为半导体芯片行业的新标准。

利用电子自旋作为信息载体的磁随机存储器（MRAM），在速度、耐久性、功耗等方面具有不可替代的优越性，被认为是最有前景的新型存储器之一。由于其兼具高速缓存的快速读写和外部存储的非易失性，有望通过“非冯诺依曼”的存内计算架构，解决制约计算系统性能的“存储墙”问题。

电子是我们日常生活最熟悉的“陌生人”：每个电子携带一份内禀的电荷，其集体运动产生的电流驱动了照明、晶体管以及各种电子设备的运行。然而作为一种基本粒子，电子还携带另外一个基本物理量，即电子自旋。如何操控自旋，研制速度更快、能耗更低的电子器件是自上世纪90年代以来科学和工程领域孜孜追求的目标。

纽约大学和IBM公司的研究人员揭示一种磁性材料中控制电子自旋方向新机制，该机制指出了可能增强数据存储的新方法。这一发现或实现更高密度、更高效的数据存储。