Gli scienziati dell'EPFL hanno sviluppato un nuovo materiale perovskite con proprietà uniche che può essere utilizzato per costruire dischi rigidi di prossima generazione.

Man mano che generiamo sempre più dati, abbiamo bisogno di sistemi di archiviazione, per esempio. dischi fissi, con maggiore densità ed efficienza. Ma ciò richiede anche materiali le cui proprietà magnetiche possono essere manipolate rapidamente e facilmente per scrivere e accedere ai dati su di essi. Gli scienziati dell'EPFL hanno ora sviluppato un materiale perovskite il cui ordine magnetico può essere rapidamente modificato senza interromperlo a causa del riscaldamento. Il lavoro, che descrive il primo fotoconduttore magnetico in assoluto, è pubblicato in Comunicazioni sulla natura .

Il laboratorio di Laszló Forró, in un progetto guidato dal postdoc Bálint Náfrádi, sintetizzato un materiale fotovoltaico ferromagnetico. Il fotovoltaico a perovskite sta gradualmente diventando un'alternativa più economica agli attuali sistemi al silicio, suscitando molto interesse da parte degli scienziati dell'energia. Ma questo particolare materiale, che è una versione modificata della perovskite, presenta alcune proprietà uniche che lo rendono particolarmente interessante come materiale per costruire sistemi di archiviazione digitale di prossima generazione.

Il magnetismo nel materiale nasce dalle interazioni degli elettroni localizzati e in movimento del materiale; in un modo, è il risultato della competizione tra diversi movimenti di elettroni. Ciò significa che lo stato magnetico risultante è cablato nel materiale e non può essere invertito senza modificare la struttura degli elettroni nella chimica del materiale o nella struttura cristallina. Ma un modo semplice per modificare le proprietà magnetiche sarebbe un enorme vantaggio in molte applicazioni come l'archiviazione di dati magnetici.

Il nuovo materiale sviluppato dagli scienziati dell'EPFL offre esattamente questo. "Abbiamo essenzialmente scoperto il primo fotoconduttore magnetico, " dice Bálint Náfrádi. Questa nuova struttura cristallina combina i vantaggi di entrambi i ferromagneti, i cui momenti magnetici sono allineati in un ordine ben definito, e fotoconduttori, dove l'illuminazione luminosa genera elettroni a conduzione libera ad alta densità.

La combinazione delle due proprietà ha prodotto un fenomeno completamente nuovo:lo "scioglimento" della magnetizzazione da parte dei fotoelettroni, che sono elettroni che vengono emessi da un materiale quando la luce lo colpisce. Nel nuovo materiale perovskite, un semplice LED rosso, molto più debole di un puntatore laser, è sufficiente per interrompere, o "sciogliere" l'ordine magnetico del materiale e generare un'alta densità di elettroni in viaggio, che può essere liberamente e continuamente sintonizzato cambiando l'intensità della luce. Anche la scala temporale per spostare il magnetico in questo materiale è molto veloce, praticamente richiedendo solo quadrilionesimi di secondo.

Sebbene ancora sperimentale, tutte queste proprietà significano che il nuovo materiale può essere utilizzato per costruire la prossima generazione di sistemi di memoria, caratterizzati da maggiori capacità con basso fabbisogno energetico. "Questo studio fornisce le basi per lo sviluppo di una nuova generazione di dispositivi di memorizzazione dei dati magneto-ottici, " dice Náfrádi. "Questi unirebbero i vantaggi dell'archiviazione magnetica:stabilità a lungo termine, alta densità di dati, funzionamento non volatile e riscrivibilità, con la velocità della scrittura e della lettura ottica."