La spintronique est une forme d’électronique naissante qui utilise l’état magnétique (spin) des électrons pour coder et traiter les données, plutôt que d’utiliser une charge électrique. Techniquement, le spin est une propriété quantique, étroitement liée mais pas exactement la même chose que le magnétisme. La spintronique est donc parfois considérée comme exploitant les effets quantiques. Un électron peut posséder un spin vers le haut ou vers le bas, selon son orientation magnétique. Le magnétisme des matériaux ferroélectriques, des non-conducteurs qui se polarisent lorsqu’ils sont exposés à un champ électrique, existe parce que de nombreux électrons dans de tels objets ont tous le même spin.
Également connue sous le nom de magnétoélectronique, la spintronique a le potentiel de devenir le support mémoire idéal pour l’informatique. Il a été affirmé que la mémoire spintronique, ou MRAM (Magnetorésistive Random Access Memory) a le potentiel d’atteindre la vitesse de la SRAM (RAM statique), la densité de la DRAM (RAM dynamique) et la non-volatilité de la mémoire flash. La non-volatilité signifie que les données sont toujours encodées lorsque l’alimentation est coupée. La spintronique a également été qualifiée de pas dans la direction de l’informatique quantique.
En raison de sa non-volatilité, la MRAM ou d’autres appareils de spintronique pourraient un jour être utilisés pour créer des mémoires, des dispositifs de stockage et des batteries extrêmement pratiques sur les ordinateurs. La technologie pourrait également être utilisée pour créer des appareils électroniques qui sont plus petits et plus rapides et consomment moins d’énergie. Il est prévu que les dispositifs MRAM seront disponibles dans le commerce d’ici 2010, avec d’autres dispositifs spintronics suivant au début de l’adolescence.
La première percée largement reconnue en spintronique a été l’exploitation de la magnétorésistance géante, ou GMR, une technologie maintenant utilisée dans les têtes de lecture de la plupart des disques durs. Le GMR et d’autres systèmes de spintronique peuvent être utilisés pour détecter des champs magnétiques extrêmement faibles en utilisant un matériau non magnétique pris en sandwich entre deux plaques magnétiques. Ce matériau change rapidement sa résistivité électrique en fonction de l’orientation magnétique des plaques. Le GMR peut être 100 fois plus puissant que la magnétorésistance ordinaire. Parfois, les dispositifs GMR sont appelés vannes de spin.
La synthèse de dispositifs basés sur la MRAM peut être pratique car les techniques de fabrication impliquées ont beaucoup en commun avec les techniques de fabrication de semi-conducteurs en silicium classiques. Les propositions de dispositifs électroniques/magnétiques intégrés sont courantes. En 2002, IBM a annoncé avoir atteint une capacité de stockage de mille milliards de bits par pouce carré dans un prototype de périphérique de stockage.