La quantità di dati generati su base giornaliera sta rapidamente superando le capacità di archiviazione dei dischi rigidi odierni. Per stare al passo, la prossima generazione di dischi rigidi deve utilizzare materiali con proprietà magnetiche in grado di essere facilmente manipolati, offrendo così una maggiore densità e una migliore efficienza.

Per soddisfare questa richiesta, due progetti di ricerca dell'UE hanno sviluppato proprio questo materiale. Il nuovo materiale perovskite presenta un ordine magnetico che può essere facilmente modificato con il calore e senza causare interruzioni al materiale stesso.

Un materiale modificato

Molti ricercatori nel campo dell'energia vedono il fotovoltaico a perovskite come un'alternativa più economica ai tradizionali sistemi a base di silicio. Però, a differenza di altre forme di materiale perovskite, la versione modificata co-creata dai progetti TOPOMAT e PICOPROP presenta proprietà uniche che lo rendono il materiale preferito per la prossima generazione di dischi rigidi.

Il progetto TOPOMAT ha posto le basi con la sua ricerca sul legame tra le proprietà fisiche fondamentali degli isolanti topologici e le loro potenziali applicazioni tecnologiche. Gli isolanti topologici sono una classe di materiali scoperta di recente che hanno un gap elettronico di massa e mostrano stati superficiali conduttivi. Il progetto PICOPROP, d'altra parte, si concentra in particolare sulle caratteristiche del materiale perovskite appena scoperto. Combinato, questa ricerca – che è tutta condotta presso l'Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) in Svizzera – ha portato i ricercatori a scoprire che, perché le proprietà magnetiche del nuovo materiale possono essere facilmente modificate, è essenzialmente il primo fotoconduttore magnetico.

Una combinazione di proprietà

Questa caratteristica rappresenta un importante passo avanti nel campo della memorizzazione magnetica dei dati. Poiché il magnetismo di un materiale deriva dalle interazioni dei suoi elettroni localizzati e in movimento, il risultato è uno stato magnetico fisso. L'unico modo per cambiare questo stato è alterare la struttura degli elettroni che si trovano nella chimica del materiale o nella struttura cristallina. Però, tale cambiamento influisce sulla composizione del materiale stesso, limitando così severamente il suo utilizzo per scopi di memorizzazione di dati magnetici.

Secondo un articolo pubblicato sulla rivista Natura , il nuovo materiale perovskite aggira questa limitazione combinando i vantaggi dei ferromagneti, i cui momenti magnetici sono allineati in un ordine ben definito, con fotoconduttori, dove l'illuminazione luminosa genera elettroni a conduzione libera ad alta densità.

È questa combinazione di proprietà che consente la fusione della magnetizzazione da parte dei fotoelettroni (cioè, elettroni emessi dal materiale quando colpito dalla luce). Il risultato è che anche una luce debole come un LED rosso è sufficiente per sciogliere l'ordine magnetico del materiale, creando un'alta densità di elettroni in viaggio. Questi elettroni possono quindi essere facilmente, rapidamente e continuamente manipolato semplicemente cambiando l'intensità della luce.

Influente nei dischi rigidi di nuova generazione

Nonostante i progetti restino ancora in corso, questi primi risultati indicano che questo nuovo materiale si dimostrerà influente nella creazione di alta capacità di prossima generazione, dischi rigidi a basso consumo energetico. Secondo un ricercatore, il materiale perovskite è la chiave per combinare i vantaggi della memoria magnetica:stabilità a lungo termine, alta densità di dati, funzionamento non volatile e la capacità di riscrivere, con la velocità della scrittura e della lettura ottica.