Una nuova era per l’illuminazione e il calcolo

Il nuovo campo della spintronica, a volte detta elettronica magnetica, comprende sia la carica, sia il momento angolare intrinseco (spin) dell'elettrone, che genera in questo un campo magnetico. La spintronica sta producendo nuove funzionalità elettriche e magnetiche e innovazioni ampiamente stimolate dalla scoperta di nuovi materiali. Questi promettono di soddisfare le future esigenze dei dispositivi per la tecnologia di informazione e comunicazione (ICT): minore consumo di energia, costi inferiori e dimensioni più contenute.

Gli scienziati hanno avviato progetto HINTS ("Next generation hybrid interfaces for spintronic applications"), finanziato dall'UE, per sviluppare nuovi materiali HOI che dimostrassero un'efficienza regolabile di trasferimento dello spin nelle interfacce. Gran parte dell'unicità dei dispositivi che utilizzano materiali attivi organici ed elettrodi inorganici sta nella ricchezza delle interazioni sulle loro interfacce. Ciò è in parte dovuto alla ricchezza delle possibili molecole, che restano in gran parte inesplorate.

Gli scienziati hanno fabbricato materiali HOI innovativi con interfacce che permettono un controllo della polarizzazione dello spin mediante adattamento chimico e regolazione elettrica dell'interfaccia. Mentre il metodo precedente permette di selezionare la direzione dello spin durante la fabbricazione del campione, quest'ultimo permette di cambiarla durante il funzionamento del dispositivo, il che ha come risultato un funzionamento riconfigurabile.

HINTS ha guardato "dentro" l'interfaccia per rivelare come il tempo di residenza dipendente dallo spin è distribuito nei primi monostrati del semiconduttore organico. Questo rappresenta un nuovo modo di quantificare il filtraggio dello spin che potrebbe trovare applicazioni in futuri dispositivi basati su materiali HOI o dispositivi inorganici.

Il lavoro del progetto ha preparato il terreno per fabbricare dispositivi di laboratorio e industriali con i valori di magnetoresistenza desiderati. Uno dei principali risultati è stato la rilevazione della magnetoresistenza ad alti voltaggi. Questo ha aperto nuove possibilità di usare portatori a spin polarizzato ai voltaggi operativi di diodi organici a emissione di luce o di transistor organici a effetto di campo. La spintronica organica in questo modo viene sfruttata per la prima volta in queste due applicazioni TIC che sono ampiamente usate nei settori degli schermi e dell'illuminazione.

Concentrandosi su un controllo eccellente delle caratteristiche di spin e dei comportamenti nelle interfacce HOI, HINTS fornisce la base per una nuova generazione di dispositivi spintronici.