Een elektron draagt ​​elektrische lading en spin die aanleiding geeft tot een magnetisch moment en daarom kan interageren met externe magnetische velden. Conventionele elektronica is gebaseerd op de lading van het elektron. Het opkomende gebied van spintronica heeft tot doel de spin van het elektron te exploiteren. Het gebruik van spins als elementaire eenheden in informatica en zeer efficiënte elektronica is het uiteindelijke doel van spintronische wetenschap vanwege het minimale energieverbruik van spintronica. In dit onderzoek, onderzoekers manipuleerden en versterkten de spinstroom door het ontwerp van de gelaagde structuren, een essentiële stap in de richting van dit doel.

Voor mobiele telefoons, computers, en andere elektronische apparaten, een grote tekortkoming is het genereren van warmte wanneer elektronen door de elektronische circuits bewegen. Het energieverlies vermindert de efficiëntie van het apparaat aanzienlijk. uiteindelijk, de hitte beperkt de verpakking van componenten in microchips met een hoge dichtheid. De belofte van Spintronics is om dit energieverlies te elimineren. Het doet dit door alleen de elektronenspin te verplaatsen zonder de elektronen te verplaatsen. Het gebruik van ontwerpstrategieën zoals die welke in dit onderzoek zijn geïdentificeerd, zou kunnen resulteren in zeer energiezuinige spintronica om de hedendaagse elektronica te vervangen.

Een belangrijk obstakel bij het realiseren van spintronica is de versterking van kleine spinsignalen. Bij conventionele elektronica versterking van een elektronenstroom wordt bereikt met behulp van transistors. Onlangs, onderzoekers van de Johns Hopkins University hebben aangetoond dat kleine spinstromen kunnen worden versterkt door dunne films van antiferromagnetische (materialen waarin de magnetische momenten worden opgeheven) isolatormaterialen in de gelaagde structuren te plaatsen, effectief een spin-transistor produceren. Wetenschappers gebruikten dunne films van antiferromagnetische isolatoren, zoals nikkel en kobaltoxide, ingeklemd tussen ferrimagnetische isolator yttrium ijzer granaat (YIG) en normale metaalfilms. Met dergelijke apparaten ze toonden aan dat de pure spinstroom die thermisch door YIG in het metaal wordt geïnjecteerd, tot tien keer kan worden versterkt door de antiferromagnetische isolatorfilm. De onderzoekers ontdekten dat spinfluctuatie van de antiferromagnetische isolatielaag de spinstroom versterkt. Ze ontdekten ook dat de amplificatie lineair evenredig is met de spinmenggeleiding van het normale metaal en de YIG. De experimenten toonden dit effect aan voor verschillende metalen. Verder, de studie toonde aan dat de spinstroomversterking evenredig is met de spinmenggeleiding van YIG/metaalsystemen voor verschillende metalen. Berekeningen van de verbetering van de spinstroom en de geleidbaarheid van spinmenging gaven kwalitatieve overeenstemming met de experimentele waarnemingen.