较低的电流导致高效的存储

研究人员朝着实现一种新的存储器方向迈进了一步，该存储器根据自旋电子学原理工作，该原理类似于电子学，但与电子学不同。它们独特的基于砷化镓的铁磁半导体可通过在低功率感应电流的存在下快速切换其磁态来充当存储器。以前，这种电流感应的磁化开关是不稳定的，并且消耗了很多功率，但是这种新材料既抑制了不稳定性，又降低了功耗。

量子计算领域经常被技术媒体报道。然而，沿着类似路线的另一个新兴领域往往被忽视，那就是自旋电子学。简而言之，自旋电子设备可以替代某些电子设备，并在极低的功率水平下提供更高的性能。电子设备将电子的运动用于功率和通信。而自旋电子器件使用固定的电子，其角动量，或旋的可转移性能。这有点像让一群人将信息从一个传递到另一个，而不是让一端的人跑到另一端。Spintronics减少了执行计算或存储功能所需的精力。

基于自旋电子的存储设备由于具有非易失性特性而很有用，因为它们具有非易失性，这意味着一旦处于特定状态，即使没有电源，它们也可以保持该状态。常规计算机内存(例如由普通半导体制成的DRAM和SRAM)在断电时会丢失其状态。实验性自旋电子存储设备的核心是磁性材料，它们可以沿相反的方向磁化以表示熟悉的二进制状态1或0，并且状态的转换可以非常非常快地发生。然而，由于要使自旋电子材料磁化并不是一件容易的事，因此一直在寻找最好的材料来完成这项工作。

东京大学自旋电子学研究网络中心的副教授大矢忍(Shinobu Ohya)表示：“使材料磁化类似于旋转机械设备。” “在旋转系统中有旋转力在起作用，称为转矩;在自旋电子系统中类似地也存在称为自旋轨道转矩的转矩，尽管它们是量子力学的而不是经典的。在自旋轨道转矩中，'反阻尼转矩'有助于磁化切换，而“类似磁场的转矩”可以抵抗它，从而提高了执行切换所需的电流水平。我们希望对此加以抑制。”

Ohya和他的团队尝试了不同的材料以及这些材料的各种形式。在小规模的情况下，取决于电流方向和厚度等物理参数，抗阻尼转矩和类似磁场的转矩可能会有很大不同。研究人员发现，基于砷化镓的铁磁半导体薄膜的厚度仅为15纳米，约为美元钞票厚度的七十分之一，这种不良的类似电场的转矩得到了抑制。这意味着磁化切换发生在有史以来最低的电流记录下。