En elektron bär elektrisk laddning och snurr som ger upphov till ett magnetmoment och därför kan interagera med yttre magnetfält. Konventionell elektronik är baserad på elektronens laddning. Det framväxande fältet spintronics syftar till att utnyttja elektronens snurr. Att använda snurr som elementära enheter inom datorer och högeffektiv elektronik är det slutliga målet för spintronisk vetenskap på grund av spintronics minimala energianvändning. I den här studien, forskare manipulerade och förstärkte spinnströmmen genom utformningen av de skiktade strukturerna, ett viktigt steg mot detta mål.

För mobiltelefoner, datorer, och andra elektroniska enheter, en stor brist är värmeutvecklingen när elektroner rör sig runt de elektroniska kretsarna. Energiförlusten minskar avsevärt enhetens effektivitet. I sista hand, värmen begränsar packningen av komponenter i mikrodisker med hög densitet. Spintronics löfte är att eliminera denna energiförlust. Det gör det genom att bara flytta elektronspinnet utan att flytta elektronerna. Att använda designstrategier som de som identifierats av denna forskning kan resultera i mycket energieffektiv spintronik för att ersätta dagens elektronik.

Ett viktigt hinder för att förverkliga spintronics är förstärkningen av små spinnsignaler. Inom konventionell elektronik, förstärkning av en elektronström uppnås med transistorer. Nyligen, forskare vid Johns Hopkins University visade att små spinnströmmar kan förstärkas genom att sätta in tunna filmer av antiferromagnetiska (material där de magnetiska momenten avbryts) isolatormaterial i de skiktade strukturerna, effektivt producerar en spinn-transistor. Forskare använde tunna filmer av antiferromagnetiska isolatorer, såsom nickel och koboltoxid, klämd mellan ferrimagnetisk isolator yttriumjärngranat (YIG) och normala metallfilmer. Med sådana enheter, de visade att den rena spinnströmmen som termiskt injiceras från YIG i metallen kan förstärkas upp till tio gånger av den antiferromagnetiska isolatorfilmen. Forskarna fann att centrifugeringsfluktuationer i det antiferromagnetiska isolerande lagret ökar spinnströmmen. De fann också att förstärkningen är linjärt proportionell mot centrifugeringsblandningskonduktansen hos den normala metallen och YIG. Experimenten visade denna effekt för olika metaller. Ytterligare, studien visade att centrifugeringsströmförstärkningen är proportionell mot spinnblandningskonduktansen hos YIG/metallsystem för olika metaller. Beräkningar av förstärkningen av centrifugeringsströmmen och konduktans för centrifugeringsblandning gav kvalitativ överensstämmelse med de experimentella observationerna.