La magnetoelettronica potrebbe comportare grandi risparmi energetici
Un gruppo di ricerca ha compiuto un grande passo avanti nel campo delle nanotecnologie, con la scoperta della modalità di trasferimento delle informazioni magnetiche a un semiconduttore. La nuova tecnica funziona con la generazione e la polarizzazione del controllo dello spin in uno strumento a base di silicone che funziona a temperatura ambiente. È la prima volta che viene raggiunto un tale risultato. I risultati dello studio sono pubblicati sulla rivista Nature. Al contrario dell'elettronica tradizionale - che usa la carica dell'elettrone - la magnetoelettronica usa il senso di orientamento dell'elettrone e modifica l'orientamento della rotazione. Il senso di rotazione di un elettrone è rappresentato dallo spin, che può puntare verso l'alto o verso il basso. Nei materiali magnetici, l'orientamento dello spin può essere utilizzato per immagazzinare informazioni. La sfida delle nanotecnologia è il trasferimento delle informazioni dello spin ad un semiconduttore, in modo che l'informazione immagazzinata possa essere elaborata in componenti elettronici che usino la tecnologia dello spin. L'uso della tecnologia magnetoelettronica potrebbe rivoluzionare le industrie dell'elettronica e dei computer, rendendo possibile la memorizzazione di enormi quantità di dati in strumenti molto più piccoli di quelli attuali. Lo sviluppo di uno strumento a base di silicone che funziona a temperatura ambiente è rivoluzionario per due motivi: in primo luogo, il silicone è il materiale prevalente della moderna produzione elettronica; in secondo luogo, sino ad ora gli scienziati hanno potuto dimostrare solo il controllo dello spin dell'elettrone a basse temperature, poco praticabile per l'uso quotidiano. La dimostrazione di scambio di informazioni tra un materiale magnetico e un semiconduttore a temperatura ambiente è un passo importante nello sviluppo della tecnologia magnetoelettronica. Se questa nuova tecnologia dovesse decollare, il risparmio energetico sarebbe enorme, perché l'inversione del senso di rotazione dell'elettrone avverrebbe con una quantità di energia inferiore rispetto alla normale carica elettronica. Per arrivare allo scambio di informazioni, il gruppo di ricerca ha inserito uno strato di ossido di alluminio dello spessore di un nanometro tra il materiale magnetico e il semiconduttore. Le informazioni sono poi trasferite applicando una corrente elettrica all'interfaccia di ossido che induce una magnetizzazione nel semiconduttore. Da non sottovalutare l'ottimo funzionamento del sistema con il silicone. L'equipe ha scoperto che le informazioni di spin si propagano nel silicone a una profondità di diverse centinaia di nanometri, sufficiente al funzionamento dei componenti magnetoelettronici su nanoscala. Il gruppo di ricerca, guidato dal dottor Ron Jansen del MESA+ Istituto di nanotecnologia dell'Università di Twente e che comprende la Fondazione FOM (Foundation for Fundamental Research on Matter), entrambe nei Paesi Bassi, ritiene che le nuove scoperte rendano più probabile lo sviluppo tempestivo della tecnologia "magnetoelettronica" e possano contribuire all'integrazione delle tecnologie spin basate sul silicone con le attuali tecnologie elettroniche. Il progetto è stato finanziato dalla Fondazione FOM (Paesi Bassi) e dall'Organizzazione neerlandese per la ricerca scientifica.
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Paesi Bassi