Quantum Materials for Next Generation Spintronic Devices: A Short Review

mohsen Rezaeian¹

Abstract :
This short narrative review examines how quantum materials can advance next-generation spintronic devices by exploiting the electron spin alongside charge for information generation, transport, manipulation, and detection. It first outlines the governing mechanisms of spintronics, including spin polarization, spin transport and relaxation, spin–orbit coupling, spin-dependent scattering, and quantum tunnelling. The review then surveys key material classes: topological insulators with spin-momentum-locked boundary states; ferromagnetic, antiferromagnetic, ferrimagnetic, and two-dimensional magnetic materials; highly tunable Heusler alloys with potential half-metallicity; SOC-driven materials that support spin Hall and Rashba–Edelstein conversion; and graphene-based van der Waals heterostructures combining long-range spin transport with proximity-engineered spin functionality. These material attributes are related to major device concepts, including spin valves, MgO-based magnetic tunnel junctions, spin field-effect transistors, spin Hall devices, and skyrmion-based memory architectures. The review emphasizes that the practical value of quantum materials depends not only on intrinsic electronic or magnetic properties but also on interface quality, spin transparency, chemical and thermal stability, switching energy, device variability, and CMOS-compatible fabrication. Overall, quantum materials provide a versatile foundation for non-volatile memory, energy-aware spin logic, sensing, and prospective quantum-spin technologies, provided that scalable integration and reproducible room-temperature performance can be achieved.

Keywords : nanomaterials optoelectronics quantum dots metasurfaces photodetectors photonics

---

زبان مقاله : انگلیسی
محور مقاله : نانو تکنولوژی
محل انتشار : دهمین کنفرانس بین المللی پژوهش های کاربردی در علوم و مهندسی
آدرس وب سایت کنفرانس : carseconf.com
کد IOI مقاله : ACCD-ACZCFH
لینک مستقیم مقاله : https://isnac.ir/ACCD-ACZCFH
نمایش چکیده فارسی : https://isnac.ir/SA/ACCD-ACZCFH

سایر مقالات ارائه دهنده

1. بررسی پارامترهای موثر بر مقاومت نهایی تیرهای عمیق با بتن سبک تحت اثر بارگذاری استاتیکی روی وجه فوقانی
2. Two-Dimensional C₂N and BC₂ Nanosheets: Structure, Properties, and Emerging Applications
3. Quantum Materials for Next Generation Spintronic Devices: A Short Review
4. Advanced Nanomaterials for Next Generation Energy Storage Systems: A Short Review

سایر مقالات محل انتشار

1. «طراحی الگوی هوشمند مدیریت بحران شهری مبتنی بر هوش مصنوعی با تأکید بر پیش‌بینی مخاطرات، تحلیل بلادرنگ داده‌ها و پشتیبانی از تصمیم‌گیری»
2. ارائه مدل یکپارچه مدیریت زنجیره تأمین، موجودی و لجستیک قطعات یدکی با هدف کاهش هزینه و توقف تولید در صنعت فولاد
3. بهینه‌سازی مبتنی بر داده مدارهای خردایش و آسیاب‌کنی با بهره‌وری انرژی بالا: یکپارچه‌سازی شرایط عملیاتی HPGR، محیط آسیاب‌کنی، ویژگی‌های کانسنگ و آزادسازی کانی‌ها
4. توسعه چارچوب یکپارچه مبتنی بر هوش مصنوعی برای مدیریت پیش‌بینانه ریسک در پروژه‌های پیچیده: رویکردی کاربردی برای بهبود زمان، هزینه و کیفیت پروژه
5. Valuing AI-Related Intangible Assets: Challenges and Limitations of Conventional Approaches
6. فرآورده‌های بیولوژیک (Biological Products): اصول بیوتکنولوژی دارویی، چالش‌های بالینی، چشم‌اندازهای تولید و افق‌های تنظیمی
7. Path Planning and Flight Control of Unmanned Aerial Vehicles: A Review of Algorithms and Future Directions
8. الگوی کالبدی بهینه بلوک‌های شهری، زیربنای الگوهای توسعه آینده؛ بهینه‌سازی چندهدفه انرژی خورشیدی و تاب‌آوری HSE
9. Smart Materials for Future Buildings
10. The role of CNC milling in the path of smart manufacturing
11. تنظیم رئولوژی دوغاب فایبر سمنت برای بهبود فرآیندپذیری در روش هاتچک: مروری بر افزودنی‌ها، مواد مکمل سیمانی و نانومواد
12. Quantum Materials for Next Generation Spintronic Devices: A Short Review
13. A Systematic Review of Deep Learning Applications in Breast Cancer Detection Using MRI, Mammography, and Ultrasound
14. Service Design and Minimal UI for Hospital Services: A Study in Shiraz
15. Analytical Assessment of Microplastic Pollution in Water Resources and Challenges for Sustainable Management