La tecnologia della spintronica si basa sullo spin intrinseco degli elettroni. A medio termine, è destinato a sostituire l'elettronica come base per i dispositivi tecnici. Lo scienziato DESY Lars Bocklage ha scoperto un nuovo modo di produrre correnti di spin ultraveloci. I suoi calcoli che ora sono stati pubblicati nel Lettere di revisione fisica , suggeriscono che la corrente di spin può operare a frequenze terahertz, mille volte più veloci delle velocità ottenibili al momento.

Lo spin è una proprietà quantomeccanica dell'elettrone e una misura del suo momento angolare intrinseco. Come la carica elettrica di un elettrone in elettronica, la sua rotazione può essere utilizzata anche per elaborare o memorizzare informazioni. Questo campo di ricerca è noto come spintronica, in analogia con l'elettronica. I dispositivi Spintronic sono già utilizzati oggi per le testine di lettura dei dischi rigidi e per i sensori magnetoresistivi. Però, spinelectronics è una pura nanotecnologia, perché le correnti di spin percorrono solo distanze estremamente brevi prima di perdere le informazioni che trasportano. Tuttavia, la spintronica potrebbe un giorno sostituire del tutto l'elettronica ed elaborare i segnali non solo in modo estremamente rapido, ma anche in modo molto efficiente dal punto di vista energetico. Questo è perché, a differenza dell'elettronica, nessun elettrone deve fluire come corrente nella spintronica, producendo calore di scarto e quindi consumando energia.

Come le correnti elettriche, le correnti di spin possono essere create da campi magnetici fluttuanti. Una corrente di spin può anche essere "pompata" da un materiale magnetico in un vicino materiale non magnetico; la corrente di spin quindi esiste anche all'interno dell'altro materiale per una certa distanza. L'effetto è particolarmente pronunciato quando il materiale magnetico è eccitato da un campo magnetico esterno alla sua frequenza di risonanza. Questo in genere si trova intorno a pochi gigahertz, la frequenza con cui vengono utilizzati i moderni dispositivi di comunicazione mobile o processori di computer. Un gigahertz (GHz) corrisponde a un miliardo di oscillazioni al secondo, un terahertz (THz) è mille volte più veloce, cioè un trilione di oscillazioni al secondo.

I calcoli di Bocklage mostrano che le correnti di spin ultraveloci possono essere prodotte a frequenze mille volte superiori a quelle finora possibili. Sorprendentemente, la corrente di spin non scende a zero, anche quando l'eccitazione non è pilotata alla frequenza di risonanza. "La rapida fluttuazione temporale nella magnetizzazione compensa la diminuzione dell'ampiezza della magnetizzazione, " spiega Bocklage. "Questo porta a una corrente di spin sostenuta a frequenze molto alte, che si stabilizza a circa il dieci percento della corrente di frequenza di risonanza. Eccitandolo usando radiazioni terahertz, come è ora utilizzato dagli scanner a corpo intero negli aeroporti e per il quale sono attualmente in fase di sviluppo intense sorgenti nella moderna ricerca laser, la corrente di spin THz può essere anche maggiore." Un altro vantaggio è che la corrente di spin terahertz oscilla all'unisono con il campo magnetico che stimola la magnetizzazione. Ciò significa che la corrente di spin può essere completamente controllata dall'esterno tramite il campo magnetico THz.