In una svolta che potrebbe aprire la strada a nuovi tipi di dispositivi elettronici, gli scienziati hanno dimostrato la prima manipolazione elettrica degli spin degli elettroni in un materiale bidimensionale.

La scoperta, riportata sulla rivista Nature, è stata fatta da un team di ricercatori guidati dal professor Stephen Park dell'Università della California, Berkeley. Il team ha utilizzato un materiale chiamato bisolfuro di molibdeno (MoS2), che è un semiconduttore bidimensionale spesso solo pochi atomi.

Nell'elettronica convenzionale, il flusso degli elettroni è controllato dalla loro carica. Tuttavia, nella spintronica, gli spin degli elettroni vengono utilizzati anche per codificare le informazioni. Ciò potrebbe potenzialmente portare a nuovi tipi di dispositivi più veloci, più efficienti dal punto di vista energetico e più sicuri rispetto all’elettronica convenzionale.

Il team di Berkeley è riuscito a manipolare elettricamente gli spin degli elettroni nel MoS2 utilizzando una tecnica chiamata accoppiamento spin-orbita. L'accoppiamento spin-orbita è un effetto relativistico che si verifica quando lo spin di un elettrone interagisce con il campo elettrico del nucleo dell'atomo.

Controllando attentamente il campo elettrico nel MoS2, i ricercatori sono stati in grado di indurre uno spin-flip negli elettroni, il che significa che gli spin degli elettroni erano invertiti. Questa era la prima volta che la manipolazione elettrica degli spin degli elettroni veniva dimostrata in un materiale bidimensionale.

La scoperta rappresenta un passo avanti significativo nel campo della spintronica. Ciò potrebbe portare allo sviluppo di nuovi tipi di dispositivi elettronici basati sugli spin degli elettroni anziché sulla loro carica. Questi dispositivi potrebbero essere utilizzati per una varietà di applicazioni, come l’archiviazione di dati, l’elaborazione e il rilevamento.

"Si tratta di una pietra miliare importante nello sviluppo della spintronica", ha affermato il professor Park. "Abbiamo dimostrato che è possibile manipolare elettricamente gli spin degli elettroni in un materiale bidimensionale. Ciò apre nuove possibilità per lo sviluppo di dispositivi spintronici."

La ricerca è stata finanziata dalla National Science Foundation e dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti.