Una nuova generazione di dispositivi super efficienti, con un consumo energetico che potrebbe ridursi di oltre mille volte
Memorie magnetiche: nuovo meccanismo minimizza i consumi
L’esperimento, illustrato su ‘Nature Communications’, coinvolge Cnr, Elettra Sincrotrone Trieste e Politecnico di Milano
– apre la strada a una nuova generazione di dispositivi super efficienti, con un consumo energetico che potrebbe ridursi di oltre mille volte rispetto a quello attuale.
1. Piero Torelli tiene in mano il campione analizzato. (Foto di Tommaso Pincelli)
Un nuovo meccanismo capace di scrivere l’informazione nelle memorie digitali con un’efficienza mai raggiunta prima.
È stato ottenuto presso il centro di ricerca Elettra Sincrotrone Trieste di Area Science Park da un gruppo internazionale di ricercatori, in primis Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr) e Politecnico di Milano. L’esperimento, illustrato su ‘Nature Communications’,
-si basa sulla magnetizzazione di un materiale tramite un impulso elettrico e apre la strada a una nuova generazione di dispositivi super efficienti, con un consumo energetico che potrebbe ridursi di oltre mille volte rispetto a quello consentito dalle tecnologie attuali.
2. Elettra Sincrotrone Trieste: veduta interna di camera sperimentale per la produzione dei campioni (Foto di Tommaso Pincelli)
“L’immagazzinamento dell’informazione nei sistemi di memoria, come i dischi rigidi dei computer – spiega Piero Torelli, fisico dell’Istituto officina dei materiali del Cnr di Trieste e fra gli autori del paper – viene ancor oggi effettuata tramite un piccolo elettromagnete che magnetizza la superficie del disco: un processo lungo, energeticamente costoso e che non permette elevata miniaturizzazione.
–Indurre questa magnetizzazione attraverso un campo elettrico darebbe enormi vantaggi, permettendo di superare le attuali limitazioni, diminuendo il consumo energetico di un fattore mille e
–realizzando uno dei sogni della comunità scientifica e di chi cerca nuove soluzioni tecnologiche per l’elettronica moderna”.
Con questo esperimento il gruppo di ricerca ha ottenuto proprio un sistema in cui la magnetizzazione può essere spenta o accesa in risposta all’applicazione di un campo elettrico, in modo reversibile e a temperatura ambiente.
-“Il sistema che abbiamo studiato – continua Torelli – è costituito da due strati di materiale facilmente reperibile e poco costoso: uno di ferro e uno di ossido di bario e di titanio, che una volta sovrapposti reagiscono formando un sottilissimo ossido di ferro nella zona di interfaccia.
Sottoponendo il campione a un’analisi spettroscopica con la luce di sincrotrone di Elettra siamo riusciti a seguire le proprietà di ciascuno strato, verificando come il grado di magnetizzazione all’interfaccia variasse in base al campo elettrico applicato sullo strato di ossido, in modo controllabile e reversibile”.
Il successo dell’esperimento conferma che l’abbinamento di materiali con proprietà ferroelettriche e ferromagnetiche in strati contigui rappresenta una via promettente verso il controllo elettrico della magnetizzazione e apre la strada a una nuova generazione di dispositivi di memoria.
Un’elettronica moderna capace di riunire i vantaggi della ferroelettricità (basso costo di scrittura delle informazioni) e quelli del magnetismo (durata dell’informazione immagazzinata).
La scheda
Chi: Istituto officina dei materiali (Iom) del Cnr di Trieste; Elettra Sincrotrone Trieste; Politecnico di Milano
Che cosa: Studiato un meccanismo capace di scrivere l’informazione nelle memorie digitali con un’efficienza mai raggiunta prima. Ricerca pubblicata su ‘Nature Communications’
Riferimenti editoriali:
Pubblicazione: Nature Communications 5, Article number:3404 DOI: 10.1038/ncomms4404
Titolo originale: “Electric control of magnetism at the Fe/BaTiO3 interface”.
Autori: G. Radaelli, D. Petti, E. Plekhanov, I. Fina, P. Torelli, B. R. Salles, M. Cantoni, C. Rinaldi, D. Gutiérrez, G. Panaccione, M. Varela, S. Picozzi, J. Fontcuberta and R. Bertacco
Per maggiori informazioni su Elettra Sincrotrone Trieste (http://www.elettra.eu)
Elettra Sincrotrone Trieste è un centro di ricerca internazionale, che opera al servizio della ricerca e dell’industria. È insediato nel parco scientifico tecnologico AREA Science Park ed è specializzato nello studio dei materiali attraverso uno strumento d’analisi di grande versatilità e potenza: la luce di sincrotrone.
Questa luce permette di rivelare i dettagli della struttura e del comportamento di atomi e molecole, per dare soluzione ai problemi più diversi, in ambiti che vanno dall’elettronica alle scienze ambientali, dalla farmacologia alla diagnostica, dall’ingegneria alle nanotecnologie e alla tutela dei beni culturali.
Per maggiori informazioni sul CNR (http://www.cnr.it)
Il Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) è Ente pubblico nazionale di ricerca con competenza scientifica generale, vigilato dal Ministro dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca (MIUR). È dotato di personalità giuridica di diritto pubblico e di autonomia scientifica, finanziaria, organizzativa, patrimoniale e contabile.
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L’articolo è qui pubblicato dalla giornalista G. Seregni, iscritta all’ORDINE dei Giornalisti ed all’associazione di categoria UGIS (Unione Giornalisti Italiani Scientifici.
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