La spintronica è una forma nascente di elettronica che utilizza lo stato magnetico (spin) degli elettroni per codificare ed elaborare i dati, piuttosto che utilizzare la carica elettrica. Tecnicamente, lo spin è una proprietà quantistica, strettamente correlata ma non esattamente uguale al magnetismo. Pertanto, a volte si ritiene che la spintronica sfrutti gli effetti quantistici. Un elettrone può possedere uno spin verso l’alto o verso il basso, a seconda del suo orientamento magnetico. Il magnetismo dei materiali ferroelettrici, non conduttori che si polarizzano quando esposti a un campo elettrico, esiste perché molti degli elettroni in tali oggetti hanno tutti lo stesso spin.
Conosciuta anche come magnetoelettronica, la spintronica ha il potenziale per diventare il supporto di memoria ideale per l’informatica. È stato affermato che la memoria spintronica, o MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory) ha il potenziale per raggiungere la velocità della SRAM (RAM statica), la densità della DRAM (RAM dinamica) e la non volatilità della memoria flash. Non volatilità significa che i dati sono ancora codificati quando l’alimentazione è spenta. La spintronica è stata anche definita un passo nella direzione dell’informatica quantistica.
A causa della sua non volatilità, MRAM o altri spintronici potrebbero un giorno essere utilizzati per creare istantanee su computer e memorie, dispositivi di archiviazione e batterie estremamente convenienti. La tecnologia potrebbe anche essere utilizzata per creare dispositivi elettronici più piccoli, più veloci e che consumano meno energia. Si prevede che i dispositivi MRAM saranno disponibili in commercio entro il 2010, con altri dispositivi spintronici che seguiranno nei primi anni dell’adolescenza.
La prima scoperta ampiamente riconosciuta nella spintronica è stata lo sfruttamento della magnetoresistenza gigante, o GMR, una tecnologia ora impiegata nelle testine di lettura della maggior parte dei dischi rigidi. GMR e altri spintronici possono essere utilizzati per rilevare campi magnetici estremamente piccoli utilizzando un materiale non magnetico inserito tra due piastre magnetiche. Questo materiale cambia rapidamente la sua resistività elettrica in base all’orientamento magnetico delle piastre. Il GMR può essere 100 volte più forte della normale magnetoresistenza. A volte i dispositivi GMR sono indicati come valvole spin.
La sintesi di dispositivi basati su MRAM può essere conveniente perché le tecniche di fabbricazione coinvolte hanno molto in comune con le tecniche di fabbricazione di semiconduttori di silicio convenzionali. Le proposte di dispositivi integrati elettronici/magnetici sono comuni. Nel 2002, IBM ha annunciato di aver raggiunto una capacità di archiviazione di un trilione di bit per pollice quadrato in un prototipo di dispositivo di archiviazione.