Un nuovo materiale rivoluziona la memorizzazione dei dati

La quantità di dati generati quotidianamente sta velocemente sorpassando le capacità di memorizzazione degli hard drive di oggi. Per tenersi al passo, la prossima generazione di hard drive deve usare materiali con proprietà magnetiche che possono essere facilmente manipolate e che in questo modo offrono un’alta densità e una migliore efficienza.

Per soddisfare questa esigenza, due progetti di ricerca finanziati dall’UE hanno sviluppato un materiale di questo tipo. Il nuovo materiale perovskite è caratterizzato da un ordine magnetico che può essere facilmente cambiato con il calore e senza causare la distruzione del materiale stesso.

Un materiale modificato

Molti ricercatori nel campo dell’energia vedono i fotovoltaici in perovskite come un’alternativa più economica ai tradizionali sistemi a base di silicio. A differenza di altre forme di materiale perovskite però la versione modificata creata in collaborazione da TOPOMAT e PICOPROP mostra proprietà uniche che la rendono il materiale d’elezione per la prossima generazione di hard drive.

Il progetto TOPOMAT ha gettato le fondamenta con la sua ricerca sul legame tra le proprietà fisiche fondamentali degli isolanti topologici e la loro prospettiva di applicazioni tecnologiche. Gli isolanti topologici sono una classe di materiali che hanno un grande gap elettronico e presentano stati conduttivi della superficie. Il progetto PICOPROP, d’altra parte, si concentra in particolare sulle caratteristiche del materiale perovskite di recente scoperta. Insieme, questa ricerca, che è interamente condotta presso l’Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) in Svizzera, ha portato i ricercatori a scoprire che, poiché le proprietà magnetiche del nuovo materiale possono essere facilmente modificate, è essenzialmente il primo fotoconduttore magnetico.

Una combinazione di proprietà

Questa caratteristica rappresenta un importante progresso nel campo della memorizzazione magnetica dei dati. Poiché il magnetismo di un materiale proviene dalle interazioni dei suoi elettroni localizzati o in movimento, il risultato è uno stato magnetico fisso. L’unico modo di cambiare questo stato è alterare la struttura degli elettroni che si trovano nella chimica o nella struttura cristallina del materiale. Un cambiamento di questo tipo però ha conseguenze per la costituzione del materiale stesso, il che limita gravemente il suo uso ai fini di memorizzazione dei dati.

Secondo un articolo pubblicato sulla rivista “Nature”, il nuovo materiale perovskite aggira questo limite associando i vantaggi dei ferromagneti, i cui momenti magnetici sono allineati in un ordine ben definito, con fotoconduttori, dove l’illuminazione della luce genera elettroni liberi di conduzione ad alta densità.

È questa associazione di proprietà che permette lo scioglimento della magnetizzazione da parte di foto elettroni (cioè elettroni emessi da materiali quando sono colpiti dalla luce). Il risultato è che anche una luce scarsa come un LED rosso è sufficiente per sciogliere l’ordine magnetico del materiale, creando un’alta densità di elettroni in movimento. Questi elettroni possono essere manipolati facilmente, velocemente e continuamente cambiando semplicemente l’intensità della luce.

Influente nella prossima generazione di hard drive

Anche se i progetti sono ancora in corso, questi risultati iniziali indicano che questo nuovo materiale sarà importante per la creazione della prossima generazione di hard drive ad alta capacità e a bassa energia. Secondo un ricercatore, il materiale perovskite è la chiave per associare i vantaggi della memorizzazione magnetica - stabilità a lungo termine, alta densità di dati, funzionamento non volatile e la capacità di riscrivere - con la velocità di scrittura e lettura ottica.

Per maggiori informazioni, consultare:
Pagina del progetto PICOPROP su CORDIS
Pagina del progetto TOPOMAT su CORDIS