Scienziati dell'Università di Linköping, Svezia, lavorando con la famiglia di materiali perovskite, hanno sviluppato una doppia perovskite magnetica optoelettronica. La scoperta apre la possibilità di accoppiare la spintronica con l'optoelettronica per l'archiviazione delle informazioni rapida ed efficiente dal punto di vista energetico.

Le perovskiti formano una famiglia di materiali con molte proprietà interessanti:sono economiche da produrre, hanno eccellenti proprietà di emissione della luce e possono essere adattati a molteplici applicazioni. Finora i ricercatori si sono concentrati sullo sviluppo di varianti per le celle solari, diodi emettitori di luce e comunicazione ottica rapida. Le perovskiti possono essere costituite da molte diverse sostanze organiche e inorganiche, ma sono definiti dalla loro speciale struttura cristallina cubica. Un tipo di perovskite che contiene alogeni e piombo ha recentemente dimostrato di avere interessanti proprietà magnetiche, aprendo la possibilità di utilizzarlo in spintronica.

La spintronica è il campo in cui vengono memorizzate le informazioni sulla direzione di rotazione di una particella (il suo spin), non solo la sua carica (più o meno). Si ritiene che la spintronica abbia un enorme potenziale per la prossima generazione di tecnologie dell'informazione, poiché le informazioni possono essere trasmesse a velocità più elevate e con un basso consumo energetico. Si è scoperto, però, che le proprietà magnetiche delle perovskiti ad alogenuri sono state finora associate solo alle perovskiti contenenti piombo, che ha limitato lo sviluppo del materiale sia per motivi sanitari che ambientali.

Gli scienziati dell'Università di Linköping hanno ora, insieme a un folto gruppo di colleghi in Svezia, Repubblica Ceca, Giappone, Australia, Cina e Stati Uniti, e guidato dal professor Feng Gao di LiU, riuscito a creare una lega di perovskite non pericolosa, e producono una doppia perovskite magnetica.

Lo mostrano in un articolo in Progressi scientifici che gli ioni di ferro magnetico, Fe ₃ ⁺ , sono incorporati in una perovskite doppia precedentemente nota con interessanti proprietà optoelettroniche e costituita da cesio, d'argento, bismuto e bromo, Cs ₂ AgBiBr ₆ .

I ricercatori hanno dimostrato in esperimenti che il nuovo materiale ha una risposta magnetica a temperature inferiori a 30 K (-243.15 °C).

"Questi sono esperimenti preliminari di un'indagine esplorativa, e non siamo completamente sicuri dell'origine della risposta magnetica. I nostri risultati, però, suggeriscono che probabilmente è dovuto a una debole risposta ferromagnetica o antiferromagnetica. Se è così, abbiamo un'intera classe di nuovi materiali per la tecnologia dell'informazione futura. Ma sono necessarie ulteriori ricerche, non ultimo per ottenere le proprietà magnetiche a temperature più elevate, "dice Feng Gao.

"Le perovskiti sono materiali eccitanti, e hanno un enorme potenziale per l'uso in prodotti futuri che richiedono il trasferimento economico e rapido di informazioni, " lui dice.