Le proprietà dei nanomateriali spesso differiscono in modi nuovi da quelle del materiale sfuso delle stesse sostanze. I ricercatori europei hanno studiato una classe completamente nuova di tali materiali che potrebbe essere importante per i dispositivi di memoria magnetica.

Il campo dei nanomateriali (della dimensione di atomi e molecole) sta crescendo a un ritmo rapido. Lo sviluppo di nuovi dispositivi dipende dallo sviluppo di nuovi materiali capaci di sintesi e produzione su larga scala per sfruttare il potenziale commerciale.

Il finanziamento dell'UE del progetto "Superconductivity - ferromagnetismo interplay in nanostructured hybrid systems" (SFINX) ha consentito ai ricercatori europei di studiare una nuova classe di nanomateriali ibridi che combinano componenti metallici superconduttori (S) e ferromagnetici (F).

I ferromagneti sono sostanze che si magnetizzano in presenza di un campo magnetico. I superconduttori sono materiali che, quando raffreddato vicino allo zero assoluto, perdere praticamente tutta la resistenza elettrica (resistenza al flusso di corrente). La resistenza è l'opposto elettrico della conduttanza. Lungo la strada, i materiali diventano diamagnetici, o non attratto da un campo magnetico a causa della mancanza di elettroni spaiati.

Così, Le strutture ibride S-F rappresentano un'antitesi delle proprietà. Presente naturalmente in pochissimi materiali, la sintesi artificiale di tali strutture potrebbe produrre stati fondamentali quantistici e proprietà cinetiche non ancora definiti. Tali caratteristiche potrebbero avere un impatto sui dispositivi di memoria magnetica di prossima generazione.

I ricercatori hanno sviluppato metodi per far crescere e controllare le barriere tra F e il metallo normale (N) (F-N) e due metalli ferromagnetici (F-F). Hanno creato film S con nanocluster magnetici incorporati, studio della coesistenza di componenti S e F in S films. Per di più, gli scienziati hanno sviluppato descrizioni teoriche della dipendenza dal campo magnetico della resistività dei materiali F dalla magnetizzazione dei cluster magnetici.

È stato messo insieme un quadro teorico per descrivere la dipendenza dallo spin delle proprietà delle strutture F-S-F e delle strutture S-F-S. Lo spin ha a che fare con il momento angolare delle particelle elementari in movimento attraverso questi dispositivi. I ricercatori hanno anche prodotto alcuni microcircuiti ibridi per studiarne gli effetti sperimentalmente.

Il consorzio SFINX ha compiuto progressi significativi nella descrizione teorica di nuove nanostrutture ibride S-F che presentano nuove proprietà. Questi si basano sia sulla nanoscala dei materiali sia sulle proprietà intrinseche un po' opposte dei singoli componenti legati agli effetti elettronici e magnetici. I futuri dispositivi di memorizzazione magnetica potrebbero quindi avere funzionalità avanzate basate sulla combinazione di proprietà specifiche dei materiali F e S.