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Ricercatori della micro-elettronica hanno dimostrato un’elevata efficienza di conversione
Ricercatori dell’Istituto per la micro-elettronica di Agrate Brianza hanno dimostrato un’elevata efficienza di conversione tra correnti di puro spin e quelle “convenzionali”.
Il processo apre prospettive verso lo sviluppo di nuovi dispositivi a basso consumo energetico. Gli studi sono pubblicati su Advanced Functional Materials e Advanced Materials Interfaces.
Gli isolanti topologici sono caratterizzati da una conduzione elettrica nulla al loro interno.
Ai loro bordi e superfici scorrono correnti con carattere metallico.
Inoltre, in tali correnti, lo spin degli elettroni mostra una direzione ben definita.
La spintronica
Questa caratteristica è di grande interesse tra i ricercatori nel campo della spintronica.
Questo ramo dell’elettronica vede una risorsa fondamentale per sviluppare nuovi dispositivi computazionali e d’immagazzinamento dell’informazione. È infatti possibile impiegare le correnti “spin-polarizzate” che fluiscono sulla superficie di un isolante topologico per manipolare gli stati magnetici a contatto con essi. In tale contesto, particolare interesse è rivolto all’ottimizzazione della conversione tra correnti di puro spin e correnti di carica convenzionali. Tali processi guidano infatti le funzionalità di una disparata gamma di dispositivi innovativi.
Dai sensori a basso consumo energetico allo sviluppo di complesse architetture simulatrici del sistema nervoso.
Studi effettuati
Gli studi condotti dai ricercatori dell’Istituto per la microelettronica e microsistemi del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Imm) nell’ambito del progetto europeo Skytop (skytop-project.eu), e pubblicate su Advanced Functional Materials e Advanced Materials Interfaces, hanno dimostrato un’elevata efficienza di conversione spin-carica nel tellururo di antimonio (Sb[2]Te[3]), un isolante topologico che è stato “cresciuto” mediante la tecnica di deposizione chimica da fase vapore metallorganica (Mocvd), già ampiamente impiegata in contesti industriali. L’importanza della ricerca è duplice. “Da un lato, abbiamo sviluppato convertitori spin-carica caratterizzati da un’efficienza paragonabile a quella di sistemi allo stato dell’arte basati su isolanti topologici”, spiega Roberto Mantovan, ricercatore del Cnr-Imm. “Dall’altro, l’impiego della tecnica Mocvd ci ha permesso di ottimizzare la produzione degli isolanti topologici su substrati di silicio aventi un’area di diversi centimetri. Questo è un requisito fondamentale per colmare il gap tra la ricerca di base e il trasferimento tecnologico di tali materiali”.
