Michela Diamante • Aumenta di oltre il 100% la risposta magnetica dei nanocristalli «trattati» con atomi di rame se questi sistemi vengono irraggiati con luce ultravioletta o visibile. La scoperta è dei ricercatori dell’Università di Milano-Bicocca in collaborazione con il Los Alamos National Laboratori. La memoria sui nanocristalli può essere scritta e cancellata con la luce
•• Nanocristalli drogati con rame. A operare l’esperimento le esperte mani di un gruppo misto di ricercatori del Los Alamos National Laboratory (LANL) e dell’Università di Milano-Bicocca. L’inserimento di pochi atomi di rame in nanocristalli di semiconduttori conferisce loro proprietà di memoria magnetica. Nanocristalli così «modificati» presentano una forte risposta magnetica.
“L’aspetto più sorprendente della nostra ricerca – commenta Sergio Brovelli, trentaquattrenne ricercatore di fisica sperimentale del dipartimento di Scienza dei Materiali dell’Università di Milano-Bicocca – è che la risposta magnetica dei nostri nanocristalli aumenta di oltre il 100% se questi sistemi sono irraggiati con luce ultravioletta o visibile e che tale fotomagnetizzazione (ovvero l’aumento di magnetizzazione sotto stimolo luminoso) persiste nel tempo per molte ore al buio, generando memoria magnetica sensibile a un processo di «scrittura ottica»”.
Dopo questo trattamento, i nanocristalli rientrano di diritto nella famiglia dei semiconduttori magnetici diluiti creando, di fatto, una nuova classe di materiali funzionali magnetici che tipicamente prevedono l’uso del manganese.
Il processo adoperato da Brovelli e colleghi nei laboratori di Los Alamos coordinati da Victor Klimov e Scott Crooker si chiama «drogaggio» e consiste nell’inserimento controllato, tramite una specifica procedura di sintesi, degli atomi di rame in nanoparticelle di semiconduttore di circa 3 miliardesimi di metro di diametro.
Un passo in direzione dei computer ottici
“La sorprendente fotomagnetizzazione ottenibile con questi sistemi – continua Brovelli – è importante perché implica un possibile cambio di paradigma nell’immagazzinamento e lettura dati. Seppur di carattere puramente fondamentale i nostri risultati dimostrano che in principio questi sistemi possono essere utilizzati per memorie magnetiche «scritte» e «cancellate» con la luce, invece che con i consueti metodi elettrici e magnetici. Di conseguenza, questi risultati aprono, insieme ad altri recenti studi su semiconduttori avanzati, alla possibile realizzazione di computer ottici”.
Le potenzialità applicative sono notevoli – a raccontare la scoperta e le sue ricadute anche la rivista Nature Nanotechnology – specialmente nell’ambito di memorie fotoscrivibili prodotte con tecniche in soluzione, ovvero tramite deposizione di film sottili di nanocristalli a getto di inchiostro o stampa a rullo, tecniche tipiche dell’emergente industria per la produzione di LED e celle fotovoltaiche basate su molecole organiche o nanocristalli semiconduttori prodotti per via sintetica.
“Come tutti gli studi fondamentali – conclude Brovelli -, anche il nostro necessita di ulteriori importanti fasi di ottimizzazione e implementazione in dispositivi modello. Ma la scoperta di questo fenomeno apre eccitanti possibilità per il futuro”.
In realtà non sono nuovi esperimenti fatti con l’obiettivo di modificare le proprietà fisiche di semiconduttori tradizionali, ma in passato ci si è dedicati esclusivamente alle proprietà relative al trasporto elettrico e di emissione di luce.
