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    «Spintronica»: Spinta Alle Tecnologie Dati Ad Alta Velocità

    È l'ettronica che sfrutta la corrente di spin. Ha il potenziale per essere non solo significativamente più veloce, ma anche più efficiente dal punto di vista energetico.

    Gli scienziati sono giunti ad una svolta fondamentale. Lo scenario è l’importante settore emergente della spintronica. Il risultato potenziale è una nuova tecnologia dati ad alta velocità con elevata efficienza energetica. È la scoperta rivoluzionaria di un team internazionale di ricercatori, tra cui l’Università di Exeter. Potrebbe fornire un utilizzi ad alta velocità e bassi consumi per alcuni dei dispositivi elettronici più utilizzati al mondo.

    Certo, l’odierna tecnologia dell’informazione si basa sull’elettronica che consuma un’enorme quantità di energia. Eppure gli elettroni all’interno delle correnti elettriche possono anche trasferire una certa quantità di moto angolare chiamata spin. È l’elettronica basata sullo spin, o «spintronica», che sfrutta la corrente di spin. Ha il potenziale per essere non solo significativamente più veloce, ma anche più efficiente dal punto di vista energetico.

    spintronica esperimenti di spin pumping
    Negli esperimenti di spintronica, o meglio di spin pumping, ci sono quattro possibili meccanismi per il trasporto di una corrente di spin attraverso uno strato antiferromagnetico (blu) che è inserito tra due ferromagneti (viola e arancione). (Dall’alto verso il basso) La corrente di spin potrebbe essere trasportata da onde di spin THz coerenti, da onde di spin evanescenti a GHz, attraverso una corrente di spin incoerente guidata da un gradiente termico, o attraverso uno scambio magnetico diretto tra i due ferromagneti. Nuovi esperimenti indicano che quando l’antiferromagnete NiO è inserito tra i ferromagneti NiFe e FeCo, il trasferimento di spin tra NiFe e FeCo avviene attraverso un’onda di spin evanescente coerente. (Immagine: Fisica (2020). DOI: 10.1103/Fisica.13.83)

    Strati di Nio

    Gli scienziati hanno recentemente scoperto che alcuni materiali antiferromagnetici elettricamente isolanti sono conduttori eccezionalmente buoni di pura corrente di spin. Nella nuova ricerca, hanno collaborato gli scienziati di Exeter con le università di Oxford, California Berkeley e le sorgenti luminose Advanced e Diamond Light Sources. Assieme, hanno dimostrato a livello sperimentale che le correnti di spin alternate ad alta frequenza possono essere trasmesse da, e talvolta amplificate all’interno di sottili strati di NiO antiferromagnetici.

    I risultati dimostrano che la corrente di spin in sottili strati di NiO è mediata da onde di spin evanescenti. Il meccanismo è simile all’effetto tunnel nella meccanica quantistica. L’uso di sottili strati di NiO per il trasferimento e l’amplificazione della corrente di spin AC a temperatura ambiente e frequenze gigahertz può portare ad una futura tecnologia di comunicazione wireless più efficiente. La ricerca è pubblicata su Physical Review Letters. Maciej Dabrowski, il primo autore dell’Università di Exeter, ha detto:

    La conferma dell’evanescente meccanismo delle onde di spin mostrato dal nostro esperimento indica che il trasferimento del momento angolare tra le rotazioni e il reticolo cristallino di un antiferromagnete può essere realizzato in sottili pellicole NiO e apre la porta alla costruzione di amplificatori di corrente di rotazione su scala nanometrica.

    Il trasferimento coerente della quantità di moto angolare di spin da onde evanescenti di spin all’interno di NiO antiferromagnetico è pubblicato su Physical Review Letters.

    Fornito da: University of Exeter [Nota: i materiali possono essere modificati per contenuto e lunghezza.]

    Tradotto da: Massimiliano Volpato

    Articolo in inglese: https://www.visiontimes.com/2020/07/11/new-breakthrough-in-spintronics-could-boost-high-speed-data-technology.html

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