Wenn Laser Elektronen aus einem Material schlagen, bleibt eine Lücke zurück, die positiv elektrisch geladen ist und als "Loch" bezeichnet wird. Wie die Elektronen sind auch die Löcher mit einem Spin behaftet, der als Informationsträger für eine zukünftige Spintronik auf Quantenbasis geeignet wäre – mit dem Unterschied, dass die Spinzustände der Löcher etwa zehn Millionen Mal stabiler sind.

Zu diesem Ergebnis kamen Wissenschaftler um Khaled Karrai von der Ludwig-Maximilians-Universität in München, als sie die so genannten Relaxationszeiten der Loch-Spins in Quantenpunkten aus einer Legierung von Indium, Gallium und Arsen untersuchten. Weil die Lücke im Quantenpunkt auf ein bestimmtes Atom beschränkt ist, wird sein Spinzustand kaum durch die Nachbaratome gestört und überdauert Zeiträume im Bereich von einer Millisekunde. Der Spin eines Elektrons, das in einem Quantenpunkt eingefangen wird, wechselwirkt hingegen mit den Spins der Atomkerne in seiner Nähe. Innerhalb von zehn Nanosekunden bricht sein Ausgangszustand darum zusammen.

Eine lange Lebensdauer des Spins ist jedoch entscheidend für die Spintronik. Als Weiterentwicklung der Elektronik, bei welcher Information in elektrischen Ladungen und Strömen vorliegt, soll sie die Einsen und Nullen im Spin von Quanten-Bits speichern. Von diesem Wechsel der Basis versprechen sich Forscher größere Informationsdichten und schnellere Informationsverarbeitung. (of)