A tecnologia da spintrônica é baseada no spin intrínseco dos elétrons. A médio prazo, está definido para substituir a eletrônica como base para dispositivos técnicos. O cientista do DESY, Lars Bocklage, descobriu uma nova maneira de produzir correntes de spin ultrarrápidas. Seus cálculos, que agora foram publicados no Cartas de revisão física , sugerem que a corrente de spin pode operar em frequências terahertz - mil vezes mais rápido do que as velocidades alcançáveis ​​no momento.

O spin é uma propriedade da mecânica quântica do elétron e uma medida de seu momento angular intrínseco. Como a carga elétrica de um elétron na eletrônica, sua rotação também pode ser usada para processar ou armazenar informações. Este campo de pesquisa é conhecido como spintrônica, em analogia à eletrônica. Dispositivos spintrônicos já são utilizados hoje em dia para cabeçotes de leitura de discos rígidos e para sensores magnetorresistivos. Contudo, a spineletrônica é uma nanotecnologia pura, porque as correntes de spin só viajam distâncias extremamente curtas antes de perderem as informações que carregam. No entanto, A spintrônica poderia um dia substituir totalmente a eletrônica e processar sinais não apenas de forma extremamente rápida, mas também com muita eficiência energética. Isto é porque, em contraste com a eletrônica, nenhum elétron precisa fluir como uma corrente na spintrônica, produzindo calor residual e, assim, consumindo energia.

Como correntes elétricas, correntes de spin podem ser criadas por campos magnéticos flutuantes. Uma corrente de spin também pode ser "bombeada" de um material magnético para um material não magnético vizinho; a corrente de spin então também existe dentro do outro material por alguma distância. O efeito é particularmente pronunciado quando o material magnético é excitado por um campo magnético externo em sua frequência de ressonância. Isso normalmente fica em torno de alguns gigahertz, a frequência com que os dispositivos de comunicação móvel modernos ou processadores de computador são operados. Um gigahertz (GHz) corresponde a um bilhão de oscilações por segundo, um terahertz (THz) é mil vezes mais rápido, ou seja, um trilhão de oscilações por segundo.

Os cálculos de Bocklage mostram que correntes de spin ultrarrápidas podem ser produzidas em frequências mil vezes mais altas do que era possível até agora. Surpreendentemente, a corrente de rotação não cai para zero, mesmo quando a excitação não é conduzida na frequência de ressonância. "A rápida flutuação temporal da magnetização compensa a diminuição da amplitude da magnetização, "explica Bocklage." Isso leva a uma corrente de spin sustentada em frequências muito altas, que se estabiliza em cerca de dez por cento da corrente de frequência ressonante. Ao estimulá-lo usando radiação terahertz, como agora é usado por scanners de corpo inteiro em aeroportos e para o qual fontes intensas estão sendo desenvolvidas na pesquisa de laser dos dias modernos, a corrente de spin THz pode ser ainda maior. "Outra vantagem é que a corrente de spin terahertz oscila em uníssono com o campo magnético que estimula a magnetização. Isso significa que a corrente de spin pode ser totalmente controlada externamente através do campo magnético THz.