電子自旋技術
研究人員使用一台在其探針的尖端塗覆有金屬鐵的特製隧道掃描顯微鏡，
不同的電子自旋方嚮導致單個鈷原子具有不同的形狀。對一個金屬錳盤上的鈷原子進行了操縱。藉助這個特製探針，通過改變單個鈷原子在錳板表面的位置，使鈷原子中電子自旋的方向產生了變化。捕捉到的圖像顯示，當原子中的電子自旋方向向上時，整個原子的形狀呈單突狀；若自旋方向向下，則整個原子形狀呈雙突狀，且兩者等高。
通過對單個金屬原子的操控，科學家具有了探測和操縱單原子中電子自旋方向的能力，這將極大地影響納米級磁存儲器、量子計算機和自旋電子器件的未來發展。研究小組主要成員之一、俄亥俄大學納米和量子研究所的物理和天文學副教授薩瓦·拉表示，電子的不同自旋方向可代表數據存儲的不同狀態，目前計算機存儲器單元需要的原子數量成千上萬，未來也許用單個原子就能滿足需求，同時將計算機的能力提高數千倍。而且，與電子器件不同的是，基於電子自旋的器件不會產生熱量，從而達到更少的功率損耗。雖然許多科學家們認為，在製造下一代更快、更小、更高效的計算機和高技術設備上，新興的電子自旋技術將勝過傳統電子技術，但電子自旋對單原子的影響至今尚無從觀察。而最新推出的《自然—納米技術》（Nature Nanotechnology）網路版上，美國俄亥俄大學和德國漢堡大學的科學家們展示了他們首次獲得的，電子不同自旋狀態下的單個鈷原子圖像。
此次實驗是在10開爾文低溫的超真空環境中完成的。科學家表示，要想將電子自旋套用於計算機存儲器中，必須能在室溫下探測到自旋現象。不過，文章的主要作者、漢堡大學的安德烈 庫柏茲卡認為，這項新完成的研究為未來的套用提供了途徑。在研究中，研究人員不僅使用了新技術，還使用了一個帶有自旋的金屬錳板，這使得他們可對鈷原子的電子自旋進行操縱。
通過電子自旋技術研究電子的自旋特性或將人類未來產生極大的影響。一個原子能幹成千上萬個原子的活兒，薩瓦·拉描述的這種計算機如果說昨天還只是一種猜想，那么今天透過這張照片，大家則真切地看到了隧道盡頭的光亮。
作為用電子自旋現象來打造科技產品的先驅者，IBM和Stanford大學宣布聯合啟動一個名為“SpinAps”的研究項目，合作研發“自旋電子”（spintronics）的深入技 術──這種電子自旋技術可能讓未來的數字相機和電腦即開即用。
傳統的半導體設計開始受到基礎物理的限制，“SpinAps”研究項目將致力於挖掘自旋電子的潛力。就理論而言，如果基於電子的自旋而不是電子電荷的傳輸來設計電路的話，人們將能夠製造出尺寸更小、對功率要求更低，在熱積累方面問題更少的產品。跟傳統電子學不一樣，在自旋電子學裡，人們可以通過調整電壓和電流來改變磁場，並利用磁場來調整電子的自旋。磁場會產生電阻，而電阻的高低可以用來代表0或1（也就是數字訊號）。藉由控制薄膜上每個不同點上的磁場並解讀其電阻，研究人員可獲取數字信息。
“SpinAps”計畫的目標鎖定於未來5-10年內有重大影響的套用。磁性隨機存取記憶體（MRAM）將可能成為自旋電子下一個套用的領域。理想上，MRAM可以儲存很大的信息量，耗電量低，比現有的快閃記憶體的執行速度還要快，而且還可以永久保存。
快閃記憶體目前普遍用於手機、相機，以及各種裝置的記憶卡上，市場需求增長相當快速，然而，快閃記憶體所採用的技術，改進的空間已經越越少，對於半導體產業來說，尋找快閃記憶體的替代技術已經刻不容緩，幾乎所有的大廠都正在尋找替代技術。
不過，也有人指出MRAM很難成為替代的技術。MRAM很不方便，同時IBM也要能夠證明這項技術可以很便宜的大量生產。英特爾也指出，這種記憶體的單元（memorycell）太大，因此很難放入像數字相機等小型的裝置里。其他廠商則表示，電阻的改變太過微弱，因此可能造成信息的毀損，不過IBM否認這個論點。
不僅如此，自旋電子的原理還可能用來翻轉電晶體上的開關。英特爾的發言人表示，這是目前一些大學所從事的長期研究領域，但可能要在2021年左右才可到商品化的階段。
SpinApps強調了IBM或者其他大公司與主要大學之間的聯繫。IBM Almaden研究中心的主任 Stuart parkin 說：“由於IBM削減了對基礎物理科學研究的支持，我們就需要做更多的事情。”IBM從來沒有透露過它在基礎物理學研究方面的經費究竟減少了多少，但當20世紀90年代中期公司面臨重大的財務虧損的時候，這種削減是非常顯著的。當IBM的財務狀況好轉以後，它對服務和軟體的強調超過了硬體。因此，IBM的實驗室繼續調整他們的目標，以反映這種變化。
在IBM削減此類開支的時候，一些研究人員離開了它的研究部門。在離開的人中，有一位名叫張守成（音譯）的博士，目前他是一名Stanford的物理學家，和Parkin博士以及James S. Harris博士一道擔任SpinApps的主任。張博士在Stanford的研究主要集中在材料科學和電子工程。Technology Review的主編Robert Buderi（他同時也是一名公司研究項目方面的專家）說，教授和學生在工業實驗室里工作和企業研究人員在大學校園裡工作都是常見的事情，但是，通常這種排一次只涉及到一到兩名人員。
Parkin博士曾領導開發了市場上IBM最重要的商用旋轉電子學設備，即高容量的硬碟。他所領導的小組開發出的這項技術的敏感度非常高，允許計算機製造商在硬碟上儲存數百倍的數據，並帶來了數據儲存的革命。然而，SpinApps的目標被界定為那些在5-10年的時間範圍內有著更大影響的套用。
旋轉電流之間的連線將會成為張博士的研究領域。在他已經提供了理論支持的概念中，當外界條件發生變化時，自旋狀態能夠從一個電子流動到另一個電子，而不會遇到阻抗，因而也不會遭遇電荷從一個電晶體通過銅線連線轉移到另一個電晶體時所可能遭遇的能量損失。
