(PhysOrg.com) -- Gli scienziati dell'Università di Manchester hanno trovato un modo per rendere magnetico il grafene, materiale meraviglioso, aprendo una nuova gamma di opportunità per il materiale più sottile al mondo nel campo della spintronica.

Un team guidato dal professor Andre Geim, un destinatario del premio Nobel 2010 per il grafene, ora può dimostrare che la corrente elettrica, un flusso di elettroni, può magnetizzare il grafene.

I risultati, segnalato in Scienza , potrebbe essere una svolta potenzialmente enorme nel campo della spintronica.

La spintronica è un gruppo di tecnologie emergenti che sfruttano lo spin intrinseco dell'elettrone, oltre alla sua carica elettrica fondamentale che viene sfruttata in microelettronica.

Sono già in produzione miliardi di dispositivi spintronici come sensori e memorie. Ogni unità disco rigido ha un sensore magnetico che utilizza un flusso di giri, e i chip di memoria ad accesso casuale magnetico (MRAM) stanno diventando sempre più popolari.

I risultati fanno parte di un grande sforzo internazionale che coinvolge gruppi di ricerca degli Stati Uniti, Russia, Giappone e Paesi Bassi.

La caratteristica chiave per la spintronica è connettere lo spin dell'elettrone alla corrente elettrica poiché la corrente può essere manipolata con i mezzi usati abitualmente nella microelettronica.

Si crede che, in futuri dispositivi spintronici e transistor, l'accoppiamento tra la corrente e lo spin sarà diretto, senza utilizzare materiali magnetici per iniettare spin come si fa al momento.

Finora, questa via è stata dimostrata solo utilizzando materiali con la cosiddetta interazione spin-orbita, in cui minuscoli campi magnetici creati dai nuclei influenzano il movimento degli elettroni attraverso un cristallo. L'effetto è generalmente piccolo, il che lo rende difficile da usare.

I ricercatori hanno scoperto un nuovo modo per interconnettere spin e carica applicando un campo magnetico relativamente debole al grafene e hanno scoperto che questo provoca un flusso di spin nella direzione perpendicolare alla corrente elettrica, rendendo magnetizzato un foglio di grafene.

L'effetto è simile a quello causato dall'interazione spin-orbita ma è più grande e può essere regolato variando il campo magnetico esterno.

I ricercatori di Manchester mostrano anche che il grafene posto sul nitruro di boro è un materiale ideale per la spintronica perché il magnetismo indotto si estende su distanze macroscopiche dal percorso della corrente senza decadimento.

Il team ritiene che la loro scoperta offra numerose opportunità per riprogettare gli attuali dispositivi spintronici e realizzarne di nuovi come i transistor basati su spin.

Il professor Geim ha dichiarato:"Il Santo Graal della spintronica è la conversione dell'elettricità in magnetismo o viceversa.

"Offriamo un nuovo meccanismo, grazie alle proprietà uniche del grafene. Immagino che molte sedi della spintronica possano trarre vantaggio da questa scoperta".

Antonio Castro Neto, un professore di fisica di Boston che ha scritto un articolo per il Scienza rivista che accompagna il documento di ricerca ha commentato:"Il grafene sta aprendo le porte a molte nuove tecnologie.

"Non sorprendentemente, il premio Nobel per la fisica 2010 è stato assegnato ad Andre Geim e Kostya Novoselov per i loro esperimenti innovativi su questo materiale.

"Apparentemente non soddisfatti di ciò che hanno realizzato finora, Geim e i suoi collaboratori hanno ora dimostrato un altro effetto completamente inaspettato che coinvolge la meccanica quantistica in condizioni ambientali. Questa scoperta apre un nuovo capitolo alla breve ma ricca storia del grafene".