Un team internazionale di ricercatori guidati da chimici dell'ETH di Zurigo ha sviluppato un metodo per depositare singoli atomi magnetizzabili su una superficie. Ciò è particolarmente interessante per lo sviluppo di nuovi dispositivi di archiviazione dati in miniatura.

L'idea è intrigante:se per una singola unità di dati fosse necessario un solo atomo o una piccola molecola (uno zero o uno nel caso della tecnologia digitale binaria), enormi volumi di dati potrebbero essere archiviati nella più piccola quantità di spazio. Questo è teoricamente possibile, perché certi atomi possono essere magnetizzati solo in una delle due possibili direzioni:"spin up" o "spin down". Le informazioni potrebbero quindi essere memorizzate e lette dalla sequenza delle direzioni di magnetizzazione delle molecole.

Però, devono ancora essere superati diversi ostacoli prima che l'archiviazione dei dati del magnete a singola molecola diventi una realtà. Trovare molecole in grado di memorizzare le informazioni magnetiche in modo permanente e non solo fugacemente è una sfida, ed è ancora più difficile disporre queste molecole su una superficie solida per costruire supporti per la memorizzazione dei dati. Per affrontare quest'ultimo problema, un team internazionale di ricercatori guidati da chimici dell'ETH di Zurigo ha ora sviluppato un nuovo metodo che offre numerosi vantaggi rispetto ad altri approcci.

Fondere gli atomi alla superficie

Christophe Copéret, professore al Laboratorio di Chimica Inorganica dell'ETH di Zurigo, e il suo team ha sviluppato una molecola con al centro un atomo di disprosio (il disprosio è un metallo appartenente agli elementi delle terre rare). Questo atomo è circondato da un'impalcatura molecolare che funge da veicolo. Gli scienziati hanno anche sviluppato un metodo per depositare tali molecole sulla superficie delle nanoparticelle di silice e fonderle mediante ricottura a 400 gradi Celsius. La struttura molecolare utilizzata come veicolo si disintegra nel processo, producendo nanoparticelle con atomi di disprosio ben dispersi sulla loro superficie. Gli scienziati hanno dimostrato che questi atomi possono essere magnetizzati e mantenere le loro informazioni magnetiche.

Il processo di magnetizzazione attualmente funziona solo a circa meno 270 gradi Celsius (vicino allo zero assoluto), e la magnetizzazione può essere mantenuta fino a un minuto e mezzo. Gli scienziati sono quindi alla ricerca di metodi che consentano di stabilizzare la magnetizzazione a temperature più elevate e per periodi di tempo più lunghi. Stanno anche cercando modi per fondere gli atomi su una superficie piana invece che su nanoparticelle.

Preparazione semplice

Uno dei vantaggi del nuovo metodo è la sua semplicità. "Le nanoparticelle legate con il disprosio possono essere prodotte in qualsiasi laboratorio chimico. Non sono necessarie camere bianche e apparecchiature complesse, "dice Florian Allouche, uno studente di dottorato nel gruppo di Copéret. Inoltre, le nanoparticelle magnetizzabili possono essere conservate a temperatura ambiente e riutilizzate.

Altri metodi di preparazione includono la deposizione diretta di singoli atomi su una superficie, tuttavia i materiali ottenuti sono stabili solo a temperature molto basse principalmente a causa dell'agglomerazione di questi singoli atomi. In alternativa, molecole con proprietà magnetiche ideali possono essere depositate su una superficie, ma questa immobilizzazione spesso incide negativamente sulla struttura e sulle proprietà magnetiche dell'oggetto finale.