Forscher haben einen neuen, grundlegenden Effekt entdeckt, der eine Verstärkung von Spinströmen möglich macht. Damit hat das Forscherteam einen wichtigen Baustein für so genannte spintronische Geräte realisiert, die – so eine Zukunftsvision – durch Spinströme eine Datenübertragung in bislang unerreichbarer Schnelligkeit möglich machen sollen.
Der Elektronen-Spin ist eine quantenmechanische Größe, die eine Art Drehbewegung der Elektronen mit einem entsprechenden Drehimpuls beschreibt. Der Spin kann zwei Orientierungen zu einer vorgegebenen Achse einnehmen – oben oder unten. „Man kann sich den Spin eines Elektrons als Pfeil vorstellen. Zeigen die Pfeile nicht zufällig nach oben oder unten, sondern alle in eine Richtung, fließt zusammen mit dem elektrischen Strom ein Spinstrom, wenn Elektronen in Bewegung sind“, sagt Professor Sergej Demokritov von der Universität Münster, der Leiter der neuen Studie.
Spinströme ermöglichen schnelle Datenübertragung
Elektrische Ströme nutzt man in alltäglicher Elektronik. Spinströme bilden die Basis für Spintronik. In einem spintronischen System ermöglichen die Spinströme eine schnelle Datenübertragung, -bearbeitung und -speicherung. Durch die Spintronik, so die Vision der Wissenschaftler, könnte einst der Quantencomputer Wirklichkeit werden, der die leistungsstärksten Supercomputer von heute bei Weitem übertrifft.
Während elektrischer Strom immer weitergeleitet wird, „versiegt“ der Spinstrom jedoch, weil die Pfeile sich mit der Zeit wieder zufällig anordnen. Entsprechend wird Drehimpuls an das Kristallgitter übergeben. „Um dies zu verstehen, stellt man sich am besten zwei miteinander verbundene Wasserbecken vor“, erklärt Demokritov, der zusammen mit Kollegen der Universität Cambridge, England, in der Fachzeitschrift „Nature Materials“ über die neuen Ergebnisse berichtet.
