La spintronica per i futuri microdispositivi quantici
Lo spin si riferisce al momento angolare intrinseco che caratterizza ciascun tipo di particella elementare. Soprattutto nella meccanica quantistica, lo spin rappresenta un parametro fondamentale per i sistemi a scala atomica (come atomi, protoni ed elettroni) ed è strettamente legato al magnetismo. In informatica lo spin può essere usato per trasferire un'informazione binaria nei semiconduttori spintronici. La cosiddetta 'elettronica degli spin' o 'spintronica' è un nuovo settore che ha ricevuto notevole attenzione negli ultimi quindici anni. Nella spintronica l'informazione è affidata alla portante dello spin di elettrone piuttosto che alla carica elettronica, e viene inserita nello spin come suo orientamento particolare (up o down). La relativamente lunga persistenza dell'orientamento dello spin nell'elettrone di conduzione rende i dispositivi spintronici particolarmente adatti come memorie di archiviazione o sensori magnetici. Combinando la microelettronica con gli effetti di spin dovuti all'interazione tra spin della portante e proprietà magnetiche del materiale, sono state aperte nuove strade per la progettazione di dispositivi avanzati innovativi. Uno dei punti più delicati è la capacità di iniettare, manipolare e rilevare gli spin nei sistemi a stato solido. Sono stati tentati diversi approcci, incluse le giunzioni magnetiche metallo/semiconduttore, i dispositivi metallici e i semiconduttori. Il progetto SPINOSA si è occupato di sviluppare contatti per iniettare gli spin nei semiconduttori con lo scopo di fornire innovative applicazioni spintroniche a temperatura ambiente. Parte del progetto è stata destinata a sviluppare contatti e barriere tunnelling per iniettare elettroni eccitati usando materiali ferromagnetici. I ricercatori hanno studiato i forti fenomeni di magnetoresistenza di tunnelling che intervengono nello stack di un semiconduttore ferromagnetico. Questa resistenza dipende essenzialmente dal cambio di densità di stato nel materiale ferromagnetico quando cambia la direzione della magnetizzazione rispetto al reticolo. Inoltre, in uno strato stack con due strati ferromagnetici, l'effetto può essere fortemente migliorato. I risultati offrono una più approfondita comprensione dei processi di iniezione degli spin e potranno essere sfruttati per migliorare i dispositivi magnetoelettronici. Per maggiori informazioni, cliccare: http://www.physik.uni-wuerzburg.de/EP3/Arbeitsgruppen/Spinosa/SPINOSA.html(si apre in una nuova finestra)
