在本周《自然》(Nature)杂志上发表的一篇论文中，IBM的研究人员声称，他们在自旋电子学方面取得了重大突破。自旋电子学是一种技术，与目前的内存和存储设备相比，它可以显著提高容量，降低功耗。
在一份文件设置为在科学杂志本周公布自然，IBM的研究人员声称在自旋电子学一个巨大的突破，这可能显著提高容量和低功耗的使用内存和存储设备的技术。
自旋电子学，短为“自旋输运电子，”使用电子的磁场内的组合的天然自旋与读/写头放下并读回的数据的比特上的半导体材料。
通过在向上或向下方向改变电子的轴 - 所有相对于其中它存在的空间 - 物理学家都能够有它表示数据位。例如，在一个向上的轴的电子是一个;和上一个向下的轴的电子是零。
自旋电子学一直面临着一个内在的问题，因为电子只举行了“向上或向下”的方向为100皮秒。皮秒是第二（纳秒的千分之一）的万亿分之一。百皮秒是没有足够的时间为计算周期，因此晶体管无法完成的计算功能和数据存储是不持久的。
在发表在《自然》杂志上的研究中，IBM研究中心和苏黎世联邦理工学院的固态物理实验室宣布，他们发现了一种同步电子的方法，可以将电子的自旋寿命延长30倍，达到1.1纳秒，这是1ghz处理器所需要的时间。
IBM的科学家利用超短激光脉冲来监视数千个是在一个非常小的点同时产生的电子自旋的演变，吉安萨利斯，自然论文的共同作者，在纳米系统研究小组的物理学科学家说IBM研究。
通常情况下，这样的自旋会发现电子随机旋转，并很快失去它们的方向。在这项研究中，IBM和ETH的研究人员首次发现了如何将自旋整齐地排列成一个规则的带状结构——即所谓的持久自旋螺旋。
Salis说，自旋旋转锁定的概念最初是在2003年作为一种理论提出的。从那时起，一些实验发现了这种锁定的迹象，但直到现在，这个过程从未被直接观察到，他补充说。
“自旋的方向的这些旋转完全不相关的，”萨利斯说。“现在，我们可以同步此旋转，这样他们就不会失去自己的自旋也旋转，像跳舞，都在一个方向。”
他补充说:“我们已经证明，我们完全了解那里的情况，而且我们已经证明，这个理论是有效的。”
的IBM研究人员已经使用砷化镓，目前通常用于电子，二极管和太阳能电池的材料，作为其主要的半导体材料。
今天的计算技术通过电子的电荷来编码和处理数据。然而，研究人员表示，随着半导体尺寸缩小到电子流动无法控制的程度，这项技术就会受到限制。
例如，NAND闪存产品已经使用的电路是小于20纳米的宽度，这是接近原子大小。自旋电子学可以通过利用电子而不是他们负责的自旋超越此内存僵局。
自旋电子学的新的认识，不仅可以为科学家提供了前所未有的控制装置内的磁性运动，同时也开启了新的可能性创造更节能的电子设备。
IBM并不是唯一致力于自旋电子学技术研究的公司。
三年前，从材料物理与化学的斯特拉斯堡，法国物理学家研究所，新建激光技术在自旋电子学的基础，赢得了功夫2007年诺贝尔物理学奖。
法国物理学家发现了一种使用激光来加速对了硬盘存储I / O 100,000次当前的读/写方法。
与自旋电子学的一个问题已经被用于检测数据的比特磁传感器的速度慢。但根据2007年法国的一项研究，发表在科学期刊自然物理在美国，研究小组使用了一种“飞秒”激光，这种激光可以产生超高速的激光脉冲来改变电子的自旋，从而加速读写过程。
IBM的研究人员表示，他们的突破为创造晶体管和非易失性存储器的努力打开了大门，这些晶体管和非易失性存储器的耗电量将大大低于目前的NAND闪存技术。
然而，一个相当大的症结是，研究人员还不能在室温下产生他们的结果，这是生产一个可行的处理器或存储设备的重要要求。目前，实验是在非常低的温度下进行的，即40开尔文，或-233摄氏度，-387华氏度。
“有这个设备没有还，但它在，我们现在知道如何提高电子的自旋寿命在渠道上有所突破，”帆说。“下一步，我们真的很想做的一件事是增加的是[自旋寿命]通过的30倍。”
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