Spingebaseerde

Spingebaseerde systemen zijn technologieën die het quantummechanische spin van deeltjes gebruiken als belangrijkste graad van vrijheid voor informatieopslag en -verwerking. Het gaat hierbij vaak om spingebaseerde toepassingen die spin benutten naast elektrische lading. In de Nederlandse literatuur wordt de term spingebaseerde soms als synoniem voor spintronische benaderingen gebruikt, maar hij kan ook verwijzen naar specifieke spin-gebaseerde sensoren en qubits.

Kernprincipes van spingebaseerde technologieën omvatten spinpolarisatie, manipulatie van de spinoriëntatie met magnetische velden of via spin-orbit koppeling, en spinrelaxatie en spincoherentie die de houdbaarheid van informatie bepalen. Spin kan worden gebruikt als informatiedrager, waardoor niet alleen het ladingsgedeelte maar ook de orientatie van de spin een rol speelt in signaalverwerking.

Belangrijke voorbeelden zijn spinvalves en magnetische tunneljunctions (MTJ's) voor opslag- en sensorapplicaties, spintransistoren en spinqubits in quantumcomputing. Materialen variëren van ferrometallische lagen (bijv. Fe, Co, Ni en hun legeringen) tot halfgeleiders en topologische materialen, evenals twee-dimensionale systemen zoals grafen met geïnduceerde spinorbital coupling.

Voordelen van spingebaseerde technologieën zijn onder meer non-volatiliteit, mogelijk lager energieverbruik en snelle verwerking. Uitdagingen betreffen het behoud van spincoherentie, fabricagebeperkingen en de integratie met conventionele elektronica. Desondanks biedt het veld mogelijkheden voor dataopslag, nauwkeurige sensoren en toekomstige quantumtoepassingen.