Tekniken för spintronik är baserad på elektronernas egenvridning. På medellång sikt, den är inställd på att ersätta elektronik som grund för tekniska enheter. DESY -forskaren Lars Bocklage har upptäckt ett nytt sätt att producera ultrasnabba spinnströmmar. Hans beräkningar, som nu har publicerats i Fysiska granskningsbrev , tyder på att spinnströmmen kan fungera vid terahertz -frekvenser - tusen gånger snabbare än de hastigheter som kan uppnås för tillfället.

Spinn är en kvantmekanisk egenskap hos elektronen och ett mått på dess inneboende vinkelmoment. Liksom den elektriska laddningen av en elektron i elektroniken, dess snurr kan också användas för att bearbeta eller lagra information. Detta forskningsområde kallas spintronics, i analogi med elektronik. Spintronic -enheter används redan idag för läshuvuden på hårddiskar och för magnetoresistiva sensorer. Dock, spinelektronik är en ren nanoteknik, eftersom spinnströmmar bara färdas extremt korta sträckor innan de tappar den information de bär. Ändå, spintronics kan en dag helt och hållet ersätta elektronik och bearbeta signaler inte bara extremt snabbt utan också mycket energieffektivt. Det här är för att, i motsats till elektronik, inga elektroner behöver flöda som en ström i spintronik, producerar spillvärme och därmed förbrukar energi.

Som elektriska strömmar, spinnströmmar kan skapas genom fluktuerande magnetfält. En centrifugeringsström kan också "pumpas" från ett magnetiskt material till ett angränsande icke-magnetiskt material; centrifugeringsströmmen existerar då också inuti det andra materialet en bit. Effekten är särskilt uttalad när det magnetiska materialet exciteras av ett externt magnetfält vid sin resonansfrekvens. Detta ligger vanligtvis runt några gigahertz, frekvensen med vilken moderna mobila kommunikationsenheter eller datorprocessorer används. En gigahertz (GHz) motsvarar en miljard oscillationer per sekund, en terahertz (THz) är tusen gånger snabbare, dvs en biljon oscillationer per sekund.

Bocklages beräkningar visar att ultrasnabba spinnströmmar kan produceras vid tusen gånger högre frekvenser än vad som hittills varit möjligt. Förvånande, centrifugeringsströmmen sjunker inte till noll, även när excitationen inte drivs med resonansfrekvensen. "Den snabba tidsmässiga fluktuationen i magnetiseringen kompenserar för minskningen av magnetiseringens amplitud, "förklarar Bocklage." Detta leder till en varaktig spinnström vid mycket höga frekvenser, som stabiliseras vid cirka tio procent av resonansfrekvensströmmen. Genom att spänna det med terahertz -strålning, som nu används av helkroppsskannrar på flygplatser och för vilka intensiva källor för närvarande utvecklas inom modern laserforskning, THz -spinnströmmen kan vara ännu större. "En annan fördel är att terahertz -spinnströmmen oscillerar i samklang med magnetfältet som stimulerar magnetiseringen. Detta innebär att centrifugeringsströmmen kan styras fullt ut externt via THz -magnetfältet.