Onderzoekers hebben hoge verwachtingen van spintronica, het uitbuiten van de kwantummechanische spin in elektronische toepassingen. Het overbrengen van elektronen met de juiste spin van magnetische materialen naar halfgeleiders stuit echter nog op problemen. UT-promovendus Volodymyr Karpan rekende aan het grensoppervlak tussen de twee materialen en vond dat de wanorde roet in het eten gooit. Zijn berekeningen leidden uiteindelijk tot een nieuw type halfgeleider.
Elektronica is gebaseerd op het overbrengen van lading, meestal in de vorm van elektronen. Die hebben echter nog andere eigenschappen, die mogelijk uit te buiten zijn. Een van die eigenschappen waar onderzoekers verlekkerd naar kijken, is de spin, een kwantummechanische eigenschap, die omhoog of omlaag gericht kan zijn. Dit hangt samen met het magnetisme van het materiaal.
Eén spintronicatoepassing is al wijdverspreid: de leeskop van harde schijven. Die bestaat uit twee ferromagnetische laagjes, met daartussen een niet-magnetisch geleidend laagje. Zijn de twee magnetische velden tegenovergesteld gericht, dan kan er vrijelijk een stroom door de sandwich lopen. Worden de magneten echter gelijk gericht, dan schiet de weerstand van de tussenlaag omhoog. Dit is het giant magnetoresistance-effect (GMR). Het gelijkrichten kan door een extern magnetisch veld aan te leggen. De weerstand is dus een maat voor de magnetische eigenschappen van een onderliggend materiaal, zoals de datacellen op een schijf van de harddisk. Tegenwoordig wordt vaak een broertje van GMR gebruikt, het tunnel magnetoresistance-effect (TMR) in harde schijven en voor magnetisch Ram (MRam). Hierin is het geleidende laagje vervangen door een flinterdun isolatormateriaal. Daarmee zijn kleinere structuren te maken.
This article is exclusively available to premium members of Bits&Chips. Already a premium member? Please log in. Not yet a premium member? Become one for just €20 for the first year and enjoy all the benefits.
