Magnetismo attivato dalla luce nelle nanoparticelle di un materiale semiconduttore
La scoperta del team di ricerca internazionale guidato da Sergio Brovelli del dipartimento di Scienza dei materiali dell’Università Bicocca apre alla possibilità di realizzare materiali ad alte prestazioni per la realizzazione di computer ottici.
Usare la luce, al posto dei consueti metodi di scrittura elettrici e magnetici, permetterà di potenziare i computer ottici e le memorie di dati. L’inserimento di pochi atomi di argento – elemento di per sé non magnetico – induce un forte comportamento magnetico nelle nanoparticelle di un materiale semiconduttore quando queste vengono illuminate. Il magnetismo attivato dalla luce, persistente nel tempo e rilevabile otticamente, può diventare l’elemento di base dei dispositivi di immagazzinamento dei dati di nuova generazione. Lo rivela lo studio “Excitonic pathway to photoinduced magnetism in colloidal nanocrystals with nonmagnetic dopants” (DOI:10.1038/s41565-017-0024-8), pubblicato sulla rivista Nature Nanotechnology. La ricerca è stata realizzata dal team guidato da Sergio Brovelli docente di Fisica sperimentale presso il dipartimento di Scienza dei Materiali dell’Università degli Studi di Milano-Bicocca, in collaborazione con il gruppo del professor Jiatao Zhang dell’Istituto di Tecnologia di Pechino in Cina, la professoressa Margherita Zavelani Rossi del Politecnico di Milano e il dottor Scott A. Crooker del laboratorio nazionale di Campi magnetici elevati (HMFNL) di Los Alamos (USA).
Gli scienziati hanno utilizzato il drogaggio, una tecnica che consiste nell’inserimento controllato di pochi atomi di un materiale ospite all’interno di un reticolo cristallino di un materiale semiconduttore per controllarne le proprietà elettroniche e magnetiche. Questa metodologia viene comunemente sfruttata per il funzionamento di gran parte della nostra tecnologia elettronica e microelettronica: dalle celle solari ai computer, passando per gli smartphone. Nei materiali di dimensioni ridotte a pochi miliardesimi di metro, il drogaggio amplifica in modo significativo le interazioni tra gli atomi di materiale semiconduttore e il materiale ospite, dando luogo a proprietà fisiche assenti nei comuni materiali massivi. Lo sfruttamento di queste interazioni e il comportamento magnetico attivato dalla luce permettono la lettura e la scrittura delle memorie di dati. «Ingegnerizzare queste interazioni – spiega Sergio Brovelli - apre alla possibilità di realizzare materiali ad alte prestazioni che potranno costituire gli elementi fondanti di tecnologie del futuro come, ad esempio, computer ottici e memorie di grande capacità e elevata frequenza “lette” e “scritte” con la luce».
