Computerchips werken traditioneel met transistors gebaseerd op een halfgeleider (silicium) en een elektrisch stroompje. Dat vreet echter energie. In de spintronica worden de ‘nullen’ en ‘enen’ gegenereerd met minuscule magneetjes.
In de spintronica is niet de elektrische lading van het elektron van belang, maar haar magnetische moment. Door dit om te flippen ontstaat een situatie met twee polen: vergelijkbaar dus met het binaire karakter van de elektronische transistor (geen of wel stroom).
Het voordeel van een ‘spintronicachip’ is dat hij niet continu moet worden gevoed met elektrische stroom – een klein spanningsverschil is genoeg. Daardoor is hij potentieel vele malen zuiniger is dan de huidige siliciumchips met elektronische transistors. Bovendien produceert zo’n chip veel minder warmte, wat weer scheelt in de energiekosten voor de koeling van een uiteindelijke ‘spinprocessor’.
Maar totnogtoe worstelden onderzoekers in het gebied van de ‘spintronics’ met het snel omflippen van het magnetische spinmoment van de elektronen. Enkele jaren geleden schakelden ze daarom over op zuurstofionen in de plaats van elektronen (ook die bezitten een magnetisch moment). Daarbij ging het omflippen al stukken makkelijker, maar helaas bleek het materiaal waaruit de magnetische transistor was vervaardigd, niet bestand tegen de zuurstofatomen.
Dezelfde groep Amerikaanse fysici die indertijd begon te experimenteren met zuurstofionen, is nu overgestapt naar waterstofionen. Die zijn veel kleiner dan zuurstofatomen, waardoor ze gemakkelijker te manipuleren zijn (magnetisch gezien dan) en minder schade toebrengen aan het kristallijn materiaal waaruit de spintronicachip is opgebouwd.
De onderzoekers konden aantonen dat hun nieuwe magnetische transistor op basis van waterstof nog prima functioneert na tweeduizend keer omflippen, waardoor de droom van de spintronica weer een stapje dichterbij komt.
