Tantangan masa kini bagi praktisi dan ilmuwan yang bekerja pada bidang material adalah menghasilkan material yang lebih mudah dan yang lebih cepat proses transfer datanya. Material yang digunakan di alat elektronik yang paling banyak digunakan adalah transistor. Salah satu yang dikembangkan adalah alat transistor yang berbasis spin (spin based-devices). Sementara material transistor yang saat ini masih digunakan masih menggunakan muatan elektron sebagai pembangkit arus (charge based-devices). Salah satu keunggulan alat yang berbasis spin adalah konsumsi energi panasnya yang rendah yaitu sekitar 10^-14 joule sedangkan yang charge based-devices lebih tinggi yakni sebesar 10^-10 joule. Sehingga jika dulu teknisi memperbanyak transistor dengan membuatnya lebih kecil untuk hemat energi, maka sekarang mereka berinovasi bagaimana menghasilkan transistor dengan menggunakan pembangkit arus berupa spin yang seperti pembahasan sebelumnya memiliki energi yang lebih efisien.
Setidaknya ada tiga cara mengurangi energi disipasi (energi yang terbuang) dari suatu material yaitu:
- topological edge modes
- exciton condensates
- superconductivity: superkonduktor pada temperatur rendah
Solusi yang diberikan alih-alih hanya menggunakan material dengan spin based-charge, ilmuwan menggunakan kombinasi spin dan charge based-devices. Peranan spin devices sebagai pembawa informasi. Sedangkan spin sendiri dapat dibangkitkan jika terhadap beda potensial luar sehingga peranan charge based-devices itu melakukan pertukaran (switch spin) dengan menggunakan suatu fenomena yang dipelajari di fisika yang disebut sebagai magneto-electric effect.
