La spintronica è un campo della fisica e dell’ingegneria in rapido sviluppo che esplora il potenziale dell’utilizzo dello spin degli elettroni per l’elaborazione e l’archiviazione delle informazioni. Una delle sfide principali della spintronica è trovare materiali in grado di trasportare in modo efficiente gli spin su lunghe distanze.

In una recente scoperta, i ricercatori dell’Università della California, Berkeley, hanno scoperto che un isolante sottile come un atomo chiamato nitruro di boro esagonale (h-BN) può trasportare gli spin con alta efficienza. Questa scoperta potrebbe aprire la strada a nuovi dispositivi spintronici che sono più veloci ed efficienti dal punto di vista energetico rispetto alle tecnologie attuali.

Studi precedenti avevano dimostrato che h-BN è un eccellente conduttore di calore, ma la sua capacità di trasportare gli spin non era nota. I ricercatori di Berkeley hanno utilizzato una tecnica chiamata microscopia a effetto tunnel a scansione polarizzata con spin per misurare le proprietà di trasporto dello spin di h-BN. Hanno scoperto che l’h-BN può trasportare gli spin con un’efficienza quasi del 100%, che è significativamente più alta rispetto ad altri materiali studiati per il trasporto degli spin.

I ricercatori ritengono che l'elevata efficienza di trasporto di spin di h-BN sia dovuta alla sua struttura elettronica unica. h-BN è un materiale stratificato e gli strati sono tenuti insieme da deboli forze di van der Waals. Ciò consente agli strati di scivolare uno accanto all'altro, riducendo il numero di difetti che possono impedire il trasporto della rotazione.

La scoperta che h-BN può trasportare spin con elevata efficienza potrebbe avere un impatto importante sullo sviluppo di dispositivi spintronici. Si prevede che i dispositivi spintronici saranno più veloci, più efficienti dal punto di vista energetico e più affidabili rispetto ai dispositivi elettronici tradizionali. Potrebbero essere utilizzati per una varietà di applicazioni, tra cui elaborazione ad alta velocità, archiviazione di dati e raccolta di energia.

Il gruppo di ricerca dell'Università della California, Berkeley, sta continuando a studiare le proprietà di trasporto dello spin dell'h-BN e di altri materiali. Sperano di sviluppare nuovi materiali in grado di trasportare gli spin in modo ancora più efficiente, il che aprirebbe nuove possibilità per i dispositivi spintronici.