在我的大學，我們不需要學習量子力學。它背后的整個前提是你永遠不會真正“知道”任何東西，只有正確的概率？這對我來說聽起來有點傻。然后我進入了高級電磁學和信號處理，不得不處理更多沒有意義的數字。我很高興有些人決定參加這門課程，因為他們是今天在量子技術方面取得突破的人。一些研究人員最近發表了一篇論文詳述了他們在自旋波電子學或自旋電子學中的發現。他們的啟示可能為實際的自旋電子設備鋪平了道路，比如記憶。這種存儲具有幾個優點，如非揮發性和超低功率操作。這些資產可以使其成為物聯網（IoT）等嵌入式應用的理想選擇，并使其成為閃存的重要競爭對手。

Spin Wave Technology

在我們進入最近的突破之前，我們需要了解自旋波技術究竟是什么。然后我們可以談談這些研究人員究竟發現了什么。

傳統電子產品使用電子電荷來存儲信息和執行操作。晶體管具有開關狀態，當它們通過電流時會發生變化。自旋電子學也使用電子，但他們使用旋轉來存儲信息，而不是使用它們的電荷特性。電子自旋有兩種狀態，可以通過測量它們輻射的微小磁場來辨別。研究人員一直在研究如何利用這些自旋狀態來取代基于晶體管的電子設備。

新加坡國立大學的一個團隊最近在自旋波方面取得了一些重大進展。顯然，困擾自旋波電子學的問題之一是波信號是各向異性的，這意味著它們在不同方向上變化。由Adekunle Adeyeye教授領導的研究人員使用了一種新穎的結構，允許他們同時在多個方向傳播相同的信號。該配置不需要外部磁場，這使其更容易實現。此前，這些相同的工程師發現了一種在沒有外部磁場的情況下傳輸和操縱自旋波信號的方法。結合起來，這兩個發現可以讓我們更接近自旋電子設備。

電子可能是下一個晶體管。

自旋電子學的優勢

僅僅因為某些東西是新的并不一定意味著它是有用的，那么自旋波技術帶來了什么呢？自旋電子學具有多種優勢，可以很好地用于存儲器應用。它們具有超低功耗，非易失性，可以使用簡單的材料來存儲信息。

超低功耗 - 晶體管需要電流才能改變其狀態。旋轉狀態很容易使用更少的能量翻轉，并且不需要電流來切換狀態。

非易失性 - 閃存變得如此受歡迎的一個原因是它快速且非易失性。這意味著它可以無需電源存儲信息。自旋電子學不依靠電流或電荷來維持其位置。一旦電子自旋向上或向下，它就會一直保持這種狀態直到被改變，使其變得不易揮發。

材料 - 雖然我們可能不經常考慮材料，但許多半導體用于電子產品是非常專業的。可以用鐵，銅或鋁等材料測量旋轉。這可能意味著存儲器件由更便宜的材料制成，并且可以用于設計。

雖然本文主要關注存儲，但值得一提的是，自旋波技術對數字信號處理也很有用。自旋電子學的本質使其在處理信號和執行傅立葉變換等操作方面具有一定的計算優勢。

物聯網將需要低功耗存儲器以實現分散的低功耗傳感器。

磁存儲器應用

自旋波存儲器，也稱為磁存儲器，已有多種應用等待其技術實現。最需要它的市場是物聯網。

物聯網正處于爆炸性增長的尖端。我們的家用電器不僅變得聰明，汽車，城市甚至家庭也都變得聰明。物聯網將看到傳感器散布在大片區域，并通過專用網絡傳輸信息，以進行數據收集和解釋。這些遙遠的傳感器每年都不會獲得新電池，因此它們需要超低功耗存儲器來存儲它們收集的信息。這就是為什么這么多公司正致力于開發超低功耗閃光燈的原因。它將成為這些網絡的選擇存儲解決方案。

磁存儲將是閃存產品的一個很好的競爭對手。公司不得不做多年的研究才能將閃光燈推向超低功率水平。自旋波存儲器將從該級別開始，并且可能會得到改善。自旋電子學也使用更容易獲得的材料，這可以使它們比使用專用半導體的傳統存儲器更便宜。

市場已經準備好并等待自旋波技術。像新加坡這些研究人員所做的突破使這項技術更加接近。很快我們就不會想到我們在高級量子物理課程中學習，他們會將我們的飲食習慣存儲在我們的智能叉中。

將自旋電子學結合到你的電路中并不容易任務。為了做得好，您將需要用于集成下一代設計技術的軟件，如AltiumDesigner?。它擁有大量的PCB工具，可以幫助您將未來技術融入您的設計中。