De natuurkundigen voerden de experimenten uit in een zelfgebouwde nano-speeltuin, een ideale omgeving om de experimenten in te doen. Deze omgeving bestond uit twee nano-reservoirs, met daartussen een dunne laag geleidend dan wel isolerend materiaal. Door op het ene reservoir een ultrakorte laserpuls (ca. 100 femtoseconden, 10-13 seconden) te laten vallen, bleek een aantal elektronen met behoud van spin naar het andere reservoir te reizen. Hierdoor werd het bitje geschakeld.

Het zodanig snel verplaatsen van elektronenspin (spin transfer) betekent dat het mogelijk wordt op deze extreem korte tijdschalen magnetische gebiedjes te schakelen. Op termijn kan dit magnetische geheugens ordegroottes sneller maken.

Volgens Koopmans brengen de onderzoekers in dit onderzoek twee ontwikkelingen bij elkaar: het ultrasnel manipuleren van bits, en het schrijven van deze informatie op piepkleine structuren. Zo komen twee belangrijke eigenschappen voor elektronica samen: sneller en kleiner. Sneller, want een schakeltijd van 100 femtoseconden maakt theoretisch een schrijfsnelheid van terabits per seconde mogelijk. En kleiner, want het gebruik van 'spin transfer' maakt kleinere MRAM-geheugens (Magnetoresistive Random Access Memory) mogelijk.

Deze doorbraak opent de weg naar betere experimenten in deze richting. De onderzoekers verwachten dat binnen een of twee jaar de eerste MRAM-geheugens gebaseerd op spin transfer op de markt zullen verschijnen. MRAM is een energiezuinig type computergeheugen dat permanent is en geen opstarttijd vergt.

Sinds ruim twee jaar zijn de eerste MRAM-geheugens op de markt. Deze werken echter nog duizenden malen langzamer dan het systeem dat de onderzoekers van Fysica van Nanostructuren bouwden. Koopmans: “Je moet dit nog zien als fundamentele fysica, het is een ‘proof of principle’, maar de volgende stap zal dichter bij een toepassing zitten.”

De publicatie 'Control of speed and efficiency of ultrafast demagnetization by direct transfer of spin angular momentum' van Gregory Malinowski, Francesco Dalla Longa, Jeroen Rietjens, Paresh Paluskar, Roeland Huijink, Henk Swagten en Bert Koopmans is te vinden op: http://www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/pdf/nphys1092.pdf.