Un consumo energetico di mille volte meno rispetto a quello attuale; è possibile !

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.

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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.

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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.

Il CNR, in un quadro di cooperazione e integrazione europea, ha il compito di svolgere, promuovere, trasferire, valutare e valorizzare ricerche nei principali settori della conoscenza. E di applicarne i risultati per lo sviluppo scientifico, culturale, tecnologico, economico e sociale del Paese.

La rete scientifica del CNR è composta da oltre 100 Istituti, articolati in 7 Dipartimenti, con circa 8.000 dipendenti. Le dimensioni, l’articolazione e la diffusione su tutto il territorio nazionale fanno del CNR il più grande Ente di ricerca italiano, caratterizzato da un elevato grado di multidisciplinarietà che lo distingue da tutti gli altri Enti, e uno dei maggiori a livello internazionale.

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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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