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  • Le onde di spin su nanoscala possono sostituire le microonde

    Le onde di spin si diffondono da un nanocontatto magnetico come anelli sull'acqua. Credito:Università di Göteborg

    Un gruppo di scienziati dell'Università di Göteborg e del Royal Institute of Technology (KTH), Svezia, sono diventati il ​​primo gruppo al mondo a dimostrare che le teorie sulle onde di spin su scala nanometrica concordano con le osservazioni. Questo apre la strada alla sostituzione della tecnologia a microonde in molte applicazioni, come telefoni cellulari e reti wireless, da componenti molto più piccoli, più economico, e che richiedono meno risorse. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista scientifica Nanotecnologia della natura , la rivista più prestigiosa nel campo delle nanoscienze.

    "Siamo stati in competizione con altri due gruppi di ricerca per essere i primi a confermare le previsioni sperimentali teoriche che sono state fatte per la prima volta quasi 10 anni fa. Abbiamo avuto successo grazie al nostro metodo per costruire nanocontatti magnetici e grazie allo speciale microscopio presso i nostri collaboratori ' laboratorio presso l'Università degli Studi di Perugia in Italia", afferma il professor Johan Åkerman del Dipartimento di Fisica, Università di Göteborg, dove è a capo del gruppo Applied Spintronics.

    Lo scopo del progetto di ricerca, iniziata due anni fa, è stato quello di dimostrare la propagazione delle onde di spin dai nanocontatti magnetici. Lo scorso autunno, il gruppo è stato in grado di dimostrare l'esistenza di onde di spin con l'ausilio di misurazioni elettriche, ei risultati sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Physical Review Letters. I nuovi risultati sono stati pubblicati su Nature Nanotechnology, la rivista più prestigiosa nel campo delle nanoscienze.

    La simulazione dei nanocontatti magnetici mostra come le onde di spin si diffondano come anelli sull'acqua. Il nanocontatto ha un diametro di 40 nanometri e le onde di spin sono create in un sottile film di lega di nichel-ferro, 3 nanometri di spessore.

    Il gruppo di ricerca ha utilizzato uno dei tre microscopi a onde di spin avanzati al mondo, presso l'università nella città italiana di Perugia, per visualizzare il movimento. Il microscopio permette di vedere le proprietà dinamiche dei componenti con una risoluzione di circa 250 nanometri.

    I risultati hanno aperto la strada ad un nuovo campo di ricerca denominato "magnonica", utilizzando onde magnetiche su nanoscala.

    "Credo che i nostri risultati segneranno l'inizio di un rapido sviluppo di componenti e circuiti magnonici. Ciò che è particolarmente eccitante è che questi componenti sono alimentati da semplice corrente continua, che viene poi convertito in onde di spin nella regione delle microonde. La frequenza di queste onde può essere controllata direttamente dalla corrente. Ciò renderà possibili funzioni completamente nuove", dice Johan Akerman, che attende con ansia sviluppi entusiasmanti nei prossimi anni.

    Una simulazione di sei nanocontatti magnetici posizionati in un cerchio per illustrare come i nanocontatti possono essere posizionati secondo schemi liberamente scelti. Tutti i segnali si sincronizzano in questo caso attraverso le onde di spin che si propagano attraverso il film magnetico.

    Le sue proprietà magneto-ottiche e metalliche consentono di integrare la tecnologia magnonica con i tradizionali circuiti elettronici a microonde, e questo renderà possibili combinazioni completamente inedite delle tecnologie. I componenti magnonici sono molto più adatti alla miniaturizzazione rispetto alla tradizionale tecnologia a microonde.


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