研究人员认为有望成为下一代电子产品的关键

但随着亚原子粒子向处理器竞争，保持这种控制可以产生一个永远珍贵的奖杯：更便宜，更快，更节能的设备。

Evgeny Tsymbal和Lingling Tao可能刚刚挥舞着绿旗 - 或者至少抛弃了白旗。内布拉斯加大学 - 林肯大学物理学家已经确定了一种晶体结构可能更好地维持电子自旋的材料：与电荷相似的属性可以代表数字设备中的信息。

标准CPU读取的电荷量为1或0，电荷打开或关闭一个调节电子流量的门。以同样的方式，自旋电子设备可以读取电子旋转的方向：向上与向下。能够说两种数字语言的设备 - 充电和旋转 - 能够以超过当今市场上可用设备的速率处理和存储信息。

然而，电子的自旋取向可以在量子突发奇想上翻转，并且经常会发生。这对电气工程师来说是一个问题。

一种有希望的解决方案涉及向已经决定电子流动的栅极施加电压。电压可以在它们流动时基本上“写入”这些电子的旋转向上或向下，但是装置的纳米级结构中不可避免的缺陷也将改变它们的动量。而且由于动量影响旋转，电子的速度或轨迹的变化可以在它们被处理器读取之前改变它们的预期自旋状态，可能导致乱码。“这个过程基本上是旋转的随机翻转，”Tsymbal，George说道。福尔摩斯大学物理与天文学教授。“当电子到达应该被检测到的区域时，它们会失去以旋转方向编码的信息。”

输入称为铋氧化铟的材料。根据大学荷兰计算中心的计算结果，晶体材料具有一组原子对称性，似乎将电子的旋转固定在与其动量无关的某个方向上。如果是真的，工程师可以开始使用电压来控制旋转，而不必担心缺陷如何影响电子的动量。

Tsymbal说，铋氧化铟的原子对称性可能存在于其他结晶材料中，这意味着材料科学家可能会发现其他候选物。

内布拉斯加州材料研究科学与工程中心主任Tsymbal说：“一旦材料具有这种特殊的晶体对称性，人们就可以宣称这种材料也应该具有自旋维持性能。”

自旋电子设备已经消耗比标准电子设备少得多的能量。Tsymbal说，使用电压而不是电流来写入旋转方向的可能性可以使器件更加高效 - 可能高达1,000倍。

“自旋电子也是与能源相关的研究，因为通过节约我们电子设备的能源，​​我们降低了功耗，”Tsymbal说。“这是一个非常重要的问题。”