Semiconduttori con proprietà elettriche e magnetiche
L'elettronica convenzionale si basa sul flusso di elettroni, vettori di carica negativa. I sistemi magnetici si basano sui principi che governano lo spin degli elettroni, un fenomeno di fisica quantistica legato al momento angolare. Il momento angolare associato allo spin produce un campo magnetico. Nella maggior parte dei materiali i campi magnetici dei singoli atomi si cancellano tra loro. Nei materiali magnetici di diverso tipo, in genere metalli, i momenti di dipolo atomico si allineano (polarizzano) producendo campi magnetici macroscopici. Le unità di memorie magnetiche si basano sull'uso di diversi modelli di magnetizzazione che corrispondono alle informazioni nei dati salvati. Con l'avvento delle nanotecnologie e l'interesse nei confronti della creazione di sistemi funzionali su scala di atomi e molecole, è nato un nuovo settore chiamato spintronica. La spintronica, abbreviazione di spin elettronica e chiamata anche magnetoelettronica, sfrutta lo spin degli elettroni oltre alla carica. Li utilizza insieme per posizionare e rileggere bit di dati sul materiale semiconduttore (stato solido) e potrebbe gettare le basi per paradigmi computazionali completamente nuovi. Uno dei metodi più diretti per introdurre elettroni con polarizzazione in spin in un semiconduttore è rappresentato dall'aggiunta di "droganti" di metalli (impurità che modificano le proprietà del semiconduttore) per produrre i cosiddetti semiconduttori magnetici diluiti (DMS). Gli scienziati europei avevano l'obiettivo di sviluppare un processo di elettrodeposizione adatto per la sintesi di strutture di nanocavi DMS e giunzioni a semiconduttore e hanno quindi avviato il progetto MAJIC-SPIN ("Doped magnetic ZnO p-n junction heterostructures for nano-spintronic devices"). Il consorzio ha prodotto con successo nanocavi drogati con una tecnica di elettrodeposizione diretta. Hanno poi studiato le relative composizioni, strutture e proprietà magnetiche con diverse tecniche sperimentali avanzate, inclusi metodi basati sull'assorbimento di raggi X e un dispositivo superconduttore a interferenza quantistica (SQUID). Nel caso dei nanocavi drogati con cobalto (Co), gli scienziati hanno dimostrato la completa integrazione di Co nel reticolo e la presenza di una fase ordinata magneticamente. I risultati del progetto MAJIC-SPIN hanno dimostrato l'efficacia dell'elettrodeposizione nella produzione di DMS funzionali, semiconduttori a stato solido con proprietà magnetiche. L'ottimizzazione e la commercializzazione potrebbero avere un impatto importante sui nuovi dispositivi nano-spintronici di domani.
