I ricercatori dell'Università di Liverpool e dell'University College London (UCL) hanno mostrato un nuovo modo di utilizzare una singola molecola come sensore di campo magnetico.

In uno studio, pubblicato in Nanotecnologia della natura , il team mostra come il magnetismo può manipolare il modo in cui l'elettricità scorre attraverso una singola molecola, un passo fondamentale che potrebbe consentire lo sviluppo di sensori di campo magnetico per dischi rigidi che sono una piccola frazione delle loro dimensioni attuali.

Nei dischi rigidi, le aree magnetizzate sui dischi rotanti vengono utilizzate per memorizzare le informazioni. Poiché le aree magnetizzate passano un sensore magnetico, innescano fluttuazioni della corrente elettrica che scorre attraverso il sensore, consentire la lettura dei dati. Ridurre queste aree aumenta la capacità di archiviazione di un disco rigido senza ingrandirlo, ma richiede anche un sensore più piccolo.

Fadi El Hallak, un ricercatore dell'UCL che ha ideato lo studio e che ora lavora per Seagate Technology, ha dichiarato:"Realizzare sensori più piccoli non è banale. È difficile utilizzare il magnetismo per controllare la corrente che scorre attraverso oggetti delle dimensioni di singole molecole perché la risposta alle variazioni del campo magnetico è spesso molto debole".

Per aggirare questo problema, i ricercatori hanno sviluppato un metodo per ingrandire l'effetto del magnetismo sul flusso di corrente nel rivelatore.

Tunneling meccanico

Primo, crearono una giunzione in cui una singola molecola magnetica era debolmente accoppiata a due conduttori metallici. Le barriere tra la molecola e i metalli vicini erano abbastanza alte da impedire alla carica elettrica nei metalli di fluire oltre le barriere.

Però, una piccola frazione degli elettroni può effettivamente attraversare le barriere subendo tunneling meccanico quantistico, che consente a una piccola corrente di fluire attraverso la molecola quando viene applicata una tensione attraverso di essa.

Gli scienziati hanno configurato la giunzione in modo che la molecola fosse molto più fortemente connessa a un cavo metallico rispetto all'altro. L'effetto del campo magnetico sulla corrente di tunneling viene quindi sfruttato e notevolmente potenziato.

Dottor Mats Persson, dal Dipartimento di Chimica dell'Università di Liverpool, ha dichiarato:"Questa ricerca dimostra un nuovo tipo di sensore a singola molecola per i campi magnetici, che è promettente per la creazione di nuove tecnologie informatiche."