Presentata da un gruppo di scienziati l’archiviazione dati del futuro

I magneti monomolecolari (SMM) sono ultimamente oggetto di grande attenzione. Ciò è dovuto all''aumento della domanda di sistemi IT più veloci, di maggiore durata e a basso consumo energetico, nonché alla necessità di una maggiore capacità di archiviazione dei dati.

Sostenuti in parte dal progetto PhotoSMM, finanziato dall''UE, i ricercatori hanno presentato una nuova progettazione per gli SMM che potrebbe consentire di archiviare dati su scala nanometrica. I risultati sono stati recentemente pubblicati sulla rivista «Angewandte Chemie». Gli SMM sono un tipo di composto complesso in grado di conservare informazioni magnetiche a basse temperature. Come ha spiegato la dott.ssa Lucie Norel, una delle ricercatrici del team, «a causa dell''uso prominente nella vita quotidiana di tecnologie di archiviazione delle informazioni basate sulla magnetizzazione, gli SMM che sono in grado di interconvertirsi tra due stati con direzioni di magnetizzazione opposte sono oggetto di grande attenzione».

Riassumendo gli obiettivi del progetto su CORDIS, ha aggiunto: «C’è un enorme potenziale per i sistemi SMM che dimostrano cambiamenti del campo magnetico e della luce sia nelle loro proprietà ottiche che in quelle magnetiche perché potrebbero riprodurre su una singola molecola lo stesso tipo di effetti magneto-ottici utilizzati per alcune delle attuali tecnologie di archiviazione dei dati».

Limiti degli SMM

I dischi rigidi dei computer sono costituiti da materiale magnetico che registra segnali digitali. Più minuscoli sono i magneti, più informazioni sono in grado di archiviare. Per quanto oggi le unità disco rigido siano misurate in migliaia di gigabyte invece che in decine, è necessario sviluppare nuovi mezzi di archiviazione dei dati che siano densi ed efficienti dal punto di vista energetico. Ad esempio, nel 2017 un gruppo di ricercatori di IBM ha illustrato il più piccolo dispositivo di memoria magnetica al mondo costruito intorno ad un singolo atomo, come presentato sulla rivista «IEEE Spectrum». È inoltre possibile progettare molecole con proprietà magnetiche personalizzate che potrebbero avere applicazioni nel calcolo quantistico, grazie alle tecniche di chimica sintetica sviluppate da scienziati che lavorano sugli SMM.

Tuttavia, trasferire queste tecnologie dal laboratorio all’uso comune rimane una sfida perché non funzionano ancora a temperatura ambiente e richiedono metodi di raffreddamento costosi. Ad esempio, singoli atomi e SMM possono essere raffreddati con elio liquido ad una temperatura di -269°C. Inoltre, i magneti molecolari più potenti sono per lo più instabili in presenza di aria e acqua, per cui gli scienziati mirano ad aumentare la temperatura a cui può essere osservato l''effetto di memoria magnetica.

Gli SMM progettati dai ricercatori del Rennes Institute of Chemical Sciences, in collaborazione con un team dell''Università di Berkeley, in California, possono essere manipolati in presenza di aria. Un fattore importante per il loro potenziale utilizzo nell’archiviazione magnetica delle informazioni, sostengono i ricercatori. Citando gli autori: «I primi complessi di disprosio con un ligando fluoruro terminale sono ottenuti come composti stabili all''aria».

Il disprosio (Dy) è un elemento chimico della serie dei lantanoidi. Nell’articolo della rivista «Angewandte Chemie», concludono: «Abbiamo presentato i primi complessi DyIII recanti un ligando fluoruro terminale e abbiamo analizzato l''influenza di questa interazione metallo-ligando altamente elettrostatica sulla struttura elettronica».

Il progetto PhotoSMM (Single Molecule Magnets light-switching with photochromic ligands) dimostrerà che un input luminoso può portare a una modifica delle proprietà magnetiche e ottiche degli SMM monometallici o bimetallici.

Per maggiori informazioni, consultare:

progetto PhotoSMM