Una nuova ricerca da parte di un team di fisici DU ha il potenziale per fungere da base per la tecnologia informatica di prossima generazione.

Nel tentativo di rendere i computer più veloci ed efficienti, i ricercatori hanno esplorato il campo della spintronica (abbreviazione di spin electronics) nella speranza di controllare lo spin naturale dell'elettrone a vantaggio dei dispositivi elettronici. La scoperta, realizzato dal professor Barry Zink e dai suoi colleghi, apre una nuova era per gli studi sperimentali e teorici sul trasporto di spin, un metodo per sfruttare quella magnetizzazione naturale, o girare, di elettroni.

"Il nostro approccio richiede un modo fondamentalmente diverso di pensare alla natura di come lo spin si muove attraverso un materiale, " dice Zink.

I computer attualmente si affidano agli elettroni per elaborare le informazioni, spostare i dati attraverso minuscoli, fili di dimensioni nanometriche. Questi elettroni generano calore, però, mentre viaggiano attraverso i fili. questo calore, insieme ad altri fattori, limita la velocità del computer.

La ricerca passata ha dimostrato con successo il trasporto di spin utilizzando cristallini, o ordinato, materiali come isolanti magnetici. Nel nuovo studio di Zink, recentemente pubblicato in Fisica della natura , il team è stato in grado di dimostrare il trasporto di spin attraverso un materiale sintetico che è notevolmente amorfo, o non ordinato, sia magneticamente che strutturalmente.

La scoperta è significativa perché la produzione di questo materiale sintetico amorfo, noto come granato di ferro ittrio, è più facile che coltivare i cristalli di silicio attualmente utilizzati nei processori dei computer.

"I materiali esistenti noti per avere questo tipo di trasporto di spin sono difficili da produrre, " dice Zink. "Il nostro materiale è molto facile da produrre, semplice da utilizzare e potenzialmente più conveniente."

Il preside Andrei Kutateladze della Divisione di Scienze Naturali e Matematica sottolinea l'importanza dei risultati del team.

"Questo spettacolare risultato del gruppo di ricerca Zink illustra ampiamente il vivace ambiente di ricerca nella divisione, dove docenti-studiosi creano nuove conoscenze lavorando fianco a fianco con gli studenti, ", dice. "Si sottolinea anche l'importanza fondamentale del sostegno alla ricerca fondamentale. Proprio come la ricerca di base nei Bell Labs negli anni '50 e '60 ha aperto la strada agli smartphone e ad altre meraviglie dell'attuale rivoluzione tecnologica, fisici come il dottor Zink stanno costruendo piattaforme per il prossimo grande salto tecnologico."

Il team di ricerca comprende Davor Balzar, presidente del Dipartimento di Fisica e Astronomia del DU, studenti laureati Devin Wesenberg e Rachel Bennett, Alex Hojem, titolare del dottorato appena coniato, e colleghi della Colorado State University. Gli scienziati hanno svolto la loro ricerca utilizzando piattaforme di isolamento termico microlavorate progettate su misura nei laboratori di fisica dell'UI. Il prossimo passo del team è quello di intraprendere più test e verifiche.

"Stiamo cercando di vedere se possiamo riprodurlo in diversi tipi di materiali amorfi, poiché non si sa molto su tali materiali, " dice Zink. "Tra vent'anni, potrebbero essere una parte importante del funzionamento dei computer".

Una missione fondamentale della Divisione di Scienze Naturali e Matematica di DU è quella di offrire agli studenti un accesso senza precedenti alle opportunità di ricerca. Lavorando a fianco di illustri mentori di facoltà in strutture all'avanguardia, studenti universitari e laureati sono in grado di applicare le loro nuove conoscenze alla ricerca che cambia la vita e sfida le idee.