(PhysOrg.com) - Sebbene gli scienziati sostengano che la tecnologia emergente della spintronica potrebbe superare l'elettronica convenzionale per costruire la prossima generazione di dispositivi più veloci, più piccoli, computer più efficienti e dispositivi ad alta tecnologia, nessuno ha mai visto lo spin, una proprietà della meccanica quantistica degli elettroni, nei singoli atomi fino ad ora. In uno studio pubblicato come Advance Online Publication sulla rivista Nanotecnologia della natura di domenica, i fisici dell'Università dell'Ohio e dell'Università di Amburgo in Germania presentano le prime immagini di spin in azione.

I ricercatori hanno utilizzato un microscopio su misura con una punta rivestita di ferro per manipolare atomi di cobalto su una lastra di manganese. Attraverso la microscopia a effetto tunnel, il team ha riposizionato singoli atomi di cobalto su una superficie che ha cambiato la direzione dello spin degli elettroni. Le immagini catturate dagli scienziati hanno mostrato che gli atomi apparivano come un'unica sporgenza se la direzione di rotazione era verso l'alto, e come doppie sporgenze con altezze uguali quando la direzione di rotazione era verso il basso.

Lo studio suggerisce che gli scienziati possono osservare e manipolare lo spin, una scoperta che potrebbe avere un impatto sullo sviluppo futuro dell'archiviazione magnetica su scala nanometrica, computer quantistici e dispositivi spintronici.

"Direzioni diverse nella rotazione possono significare diversi stati per l'archiviazione dei dati, " disse Saw-Wai Hla, professore associato di fisica e astronomia presso il Nanoscale and Quantum Phenomena Institute della Ohio University e uno dei principali ricercatori dello studio. "I dispositivi di memoria dei computer attuali coinvolgono decine di migliaia di atomi. In futuro, potremmo essere in grado di usare un atomo e cambiare la potenza del computer a migliaia."

A differenza dei dispositivi elettronici, che emanano calore, si prevede che i dispositivi basati sulla spintronica subiranno una minore dissipazione di potenza.

Gli esperimenti sono stati condotti in ultra-alto vuoto alla bassa temperatura di 10 Kelvin, con l'uso di elio liquido. I ricercatori dovranno osservare il fenomeno a temperatura ambiente prima che possa essere utilizzato nei dischi rigidi dei computer.

Ma il nuovo studio suggerisce un percorso verso tale applicazione, ha detto l'autore principale dello studio Andre Kubetzka dell'Università di Amburgo. Per visualizzare la direzione di rotazione, il team ha utilizzato non solo una nuova tecnica ma anche una superficie di manganese con una rotazione che, a sua volta, ha permesso agli scienziati di manipolare lo spin degli atomi di cobalto oggetto di studio.

"La combinazione di manipolazione dell'atomo e sensibilità allo spin offre una nuova prospettiva di costruzione di strutture su scala atomica e di investigazione delle loro proprietà magnetiche, " ha detto Kubetzka.