Essere in grado di determinare le proprietà magnetiche dei materiali con una precisione sub-nanometrica semplificherebbe notevolmente lo sviluppo di nanostrutture magnetiche per futuri dispositivi spintronici. In un articolo pubblicato su Comunicazioni sulla natura I fisici di Uppsala fanno un grande passo avanti verso questo obiettivo:propongono e dimostrano un nuovo metodo di misurazione in grado di rilevare il magnetismo da aree fino a 0,5 nm 2 .
A causa della domanda sempre crescente di dispositivi elettronici più potenti, i componenti spintronici di prossima generazione devono avere unità funzionali grandi solo pochi nanometri. È più facile costruire un nuovo dispositivo spintronico, se possiamo vederlo in modo sufficientemente dettagliato. Questo diventa sempre più complicato con il rapido progresso delle nanotecnologie, soprattutto quando abbiamo bisogno non solo di un quadro generale "come appare la cosa", ma conosce anche le sue proprietà fisiche su scala nanometrica. Uno degli strumenti capaci di un aspetto così dettagliato è un microscopio elettronico a trasmissione.
Il microscopio elettronico è uno strumento sperimentale unico che offre a scienziati e ingegneri una grande quantità di informazioni su tutti i tipi di materiali. A differenza dei microscopi ottici, usa gli elettroni per studiare i materiali, e grazie a ciò raggiunge un enorme ingrandimento. Per esempio, nei cristalli si possono anche osservare singole colonne di atomi. I microscopi elettronici forniscono abitualmente informazioni sulla struttura, composizione e chimica dei materiali. Recentemente i ricercatori hanno trovato modi per utilizzare i microscopi elettronici anche per misurare le proprietà magnetiche. Là, però, la risoluzione atomica non è stata finora raggiunta.
Un team di tre fisici dell'Università di Uppsala – Ján Rusz, Jakob Spiegelberg e Peter Oppeneer, insieme ai colleghi dell'Università di Nagoya (Giappone) e del Forschungszentrum Jülich (Germania) hanno sviluppato e dimostrato sperimentalmente un nuovo metodo, che permette di rilevare il magnetismo dai singoli piani atomici. L'area del campione, da cui è stato rilevato un segnale magnetico, è circa un trilione (10 12 ) volte più piccolo di quello di un granello di sabbia medio.
'La scoperta di questo metodo è arrivata da un risultato inaspettato ottenuto da simulazioni al computer. è stata una sorpresa, che ci ha fatto approfondire. Grazie alla collaborazione internazionale la nostra curiosa osservazione teorica è stata subito dopo seguita da una conferma sperimentale', dice Jan Rusz.
Un vantaggio significativo di questo nuovo metodo è la sua facilità di applicazione. I moderni microscopi elettronici a trasmissione possono applicare subito il metodo, senza bisogno di modifiche o attrezzature speciali.
