En magnetisk halvledare är en typ av ämne som är både halvledande och ferromagnetisk. Magnetiska halvledande material producerar attraktionskrafter som liknar en normal magnet. De flesta ferromagneter som järn är mycket elektriskt ledande; emellertid är en magnetisk halvledare varken helt ledande eller rent resistent. Denna unika kombination av ledande och magnetiska attribut gör materialet användbart i nyare typer av datorer.
Studiet av magnetiska halvledare började på 1970- och 1980-talen. Under denna tidsperiod observerade forskare flera okända elektriska beteenden i metall och halvledare. Observationer av det magnetiska halvledarfenomenet ledde till teorin om ”spintronik”. Detta framväxande datavetenskapsområde gör det möjligt att kontrollera både laddningen och spinnriktningen för en elektron. Medan en traditionell halvledare, såsom en transistor, endast kan kontrollera elektriska laddningar, ger en magnetisk halvledare mer exakt manipulation av en elektrons tillstånd.
Datorer använder vanligtvis halvledare och elektromagneter för separata funktioner. Halvledande material som kiselchips används för bearbetning och beräkningar. Elektromagnetiska material används ofta för datalagring, till exempel på hårddiskarna. Att överföra data från den halvledande processorn till det magnetiska minnet är dock inte omedelbart. Denna tidskrävande dataöverföring ses vanligtvis när en dator ”startas upp” och operativsystemet laddas.
Med hjälp av spintronik skulle en magnetisk halvledare eliminera denna buffert och dramatiskt öka datorernas hastighet. Denna typ av material kombinerar funktionerna för magnetisk lagring och halvledande bearbetning, och gör att information kan manipuleras och lagras på samma chip. En magnetisk halvledardator kan startas omedelbart, eftersom det inte finns något behov av att ladda data från en separat lagringsenhet.
Temperaturen är en av de främsta utmaningarna för att bygga magnetiska halvledarenheter. Material uppvisar vanligtvis både magnetiska och halvledande beteenden vid mycket låga temperaturer; detta är ett betydande problem, eftersom datorer måste kunna fungera i rumstemperatur för att vara praktiska. Många forskare experimenterar med kombinationen av olika ämnen, för att skapa ett material som är ferromagnetiskt och halvledande vid nominella temperaturer.
Dessa material har andra möjliga tillämpningar förutom datorenheter. Magnetiska halvledare kan vara användbara för att skapa mycket exakta sensorer. Nya sensorer kanske kan både upptäcka och lagra viktig information på en enda enhet. Utvecklingen av denna teknik kan också användas för kraftfulla och precisa lasrar, vilket kan vara användbart inom medicinområdet.