Area, magnetoresistenza-record

Da Trieste un record mondiale attraverso cui sarà possibile migliorare le performance di microprocessori. E, così, di computer, sistemi di elettronica interni alle automobili e ancora apparecchiature di sorveglianza. All’Istituto officina dei materiali (Iom) del Cnr, all’interno del comprensorio di Area Science Park, è stata infatti registrata una misurazione della magnetoresistenza a effetto tunnel mai centrata prima. Il numero che riscrive la specifica storia di settore si è fermato a 1904 e rientra in un progetto di ricerca coordinato da Bruce Davidson, denominato Spinox e che si è avvalso della realizzazione di una stazione sperimentale speciale per la sintesi di materiali per la spintronica. La stazione viene anche collegata alle linee di luce di sincrotrone. Gli esperti sono riusciti a manipolare con assoluta precisione a livello atomico una combinazione di elementi quali titanio, manganese, stronzio e lantanio, realizzando una configurazione nanostrutturata così vicina ai modelli teorici da massimizzarne le caratteristiche di magnetoresistenza.

«La valenza di questo risultato sta in una nuova generazione di dispositivi con prestazioni ancora più spinte - spiega Roberto Gotter, responsabile dell’attività di sviluppo della strumentazione dello Iom-Cnr -, in termini di miniaturizzazione e risparmio energetico, ma anche di velocità. Il tutto perché il campo magnetico mette in gioco meno energie dei campi elettrici. Nell’elettronica è sempre stata usata la carica dell’elettrone, nella spintronica si utilizza invece il suo campo magnetico intrinseco chiamato spin. Avremo dunque sensori più precisi, una maggiore capacità nel campo della memoria, e processori più veloci. Quello raggiunto è un numero puro, un rapporto privo di unità di misura visto che la magnetoresistenza è data in percentuale». Per il progetto, partito quattro anni or sono, la Regione ha assicurato «un finanziamento attorno a più di 200mila euro per tre anni. Per un totale da oltre 700mila euro», aggiunge Gotter. Che spiega inoltre come il livello ottenuto «possa essere ancora migliorato. Ma fondamentale è il messaggio inviato alla comunità scientifica internazionale: “sappiate che qui c’è una macchina per costruire il top in questo campo, potete farlo anche con i grandi poteri microscopici di ricerca assicurati dalla luce di sincrotrone. Vogliamo cioè - conclude - attrarre grandi progetti di ricerca».

Al gruppo guidato da Davidson, formato anche da altri tre ricercatori, spetta il merito scientifico della ricerca. Quindici le persone coinvolte, assieme a Gotter, nella costruzione dell’apparato sperimentale che ha permesso la sintesi della nanostruttura da parte del gruppo sviluppo strumentazione del laboratorio. Il settore della spintronica lega elettronica e magnetismo, all’interno del vasto campo delle nanotecnologie. «Nella spintronica - spiega Bruce Davidson – si utilizza, oltre alla carica elettrica dell’elettrone, anche il suo campo magnetico, lo spin, facendo prevedere, oltre a prestazioni più spinte, anche minori consumi e un’ulteriore miniaturizzazione delle apparecchiature».

La complessa strumentazione incrementa le proprie potenzialità grazie alla sinergia con grandi infrastrutture di ricerca come il sincrotrone Elettra, che permette di vedere, comprendere e controllare su scala atomica il processo di sintesi in modo strettamente correlato alle prestazioni di tunneling magnetico. Viene così offerto il meglio sul versante della sintesi come su quello dell’analisi per mezzo dei raggi X di Elettra.