I progressi nella tecnologia della crescita dei materiali consentono di fabbricare sandwich di materiali con precisione atomica. L'interfaccia tra i due materiali può talvolta esibire fenomeni fisici che non esistono in entrambi i materiali genitori. Per esempio, un'interfaccia magnetica trovata tra due materiali non magnetici. Una nuova scoperta, pubblicato oggi in Fisica della natura , mostra un nuovo modo di controllare questo magnetismo emergente che potrebbe essere la base per nuovi tipi di dispositivi elettronici magnetici.

Utilizzando sonde magnetiche molto sensibili, un team internazionale di ricercatori guidati dal Prof. Beena Kalisky, del Dipartimento di Fisica dell'Università Bar-Ilan e dell'Istituto di nanotecnologie e materiali avanzati (BINA), ha trovato prove sorprendenti che il magnetismo che emerge alle interfacce tra strati sottili di ossido non magnetico può essere facilmente regolato esercitando minuscole forze meccaniche. Il team comprende anche il Prof. Lior Klein, del Dipartimento di Fisica di Bar-Ilan e BINA, e ricercatori della DTU (Danimarca) e della Stanford University (USA).

Il magnetismo gioca già un ruolo centrale nell'immagazzinare la crescente quantità di dati prodotti dall'umanità. Gran parte della nostra memorizzazione dei dati oggi si basa su minuscoli magneti stipati nella nostra unità di memoria. Uno dei mezzi promettenti nella corsa per migliorare la memoria, in termini di quantità e velocità, è l'uso di magneti più piccoli. Fino ad oggi la dimensione delle celle di memoria può essere di poche decine di nanometri, quasi un milionesimo della larghezza di una ciocca di capelli! Un'ulteriore riduzione delle dimensioni è impegnativa sotto tre aspetti principali:la stabilità della cella magnetica, la capacità di leggerlo, e la capacità di scriverci dentro senza influenzare le cellule vicine. Questa recente scoperta fornisce una nuova e inaspettata maniglia per controllare il magnetismo, consentendo così una memoria magnetica più densa.

Queste interfacce di ossido combinano una serie di interessanti fenomeni fisici, come la conduttanza bidimensionale e la superconduttività. "La coesistenza di fenomeni fisici è affascinante perché non sempre vanno di pari passo. Magnetismo e superconduttività, Per esempio, non dovrebbero coesistere, " dice Kalisky. "Il magnetismo che abbiamo visto non si estendeva in tutto il materiale ma appariva in aree ben definite dominate dalla struttura dei materiali. Sorprendentemente, abbiamo scoperto che la forza del magnetismo può essere controllata applicando pressione al materiale".

La coesistenza tra magnetismo e conducibilità ha un grande potenziale tecnologico. Per esempio, i campi magnetici possono influenzare il flusso di corrente in alcuni materiali e, manipolando il magnetismo, possiamo controllare il comportamento elettrico dei dispositivi elettronici. Un intero campo chiamato Spintronics è dedicato a questo argomento. La scoperta che minuscole pressioni meccaniche possono sintonizzare efficacemente il magnetismo emergente nelle interfacce studiate apre nuove e inaspettate strade per lo sviluppo di nuovi dispositivi spintronici a base di ossido.