Processo di fabbricazione dei nuovi nanomagneti 3D:utilizzando un iniettore di gas e un microscopio elettronico, un'impalcatura viene stampata in 3D su un substrato di silicio (fasi 1 e 2). Il materiale magnetico si deposita su tutto l'insieme (verde, passaggio 3). Le informazioni magnetiche vengono quindi lette dal substrato e dalla nanostruttura in modo indipendente utilizzando un laser (rosso, passaggio 4). Credito:Dédalo Sanz-Hernández
Dalla fine degli anni '60, i dispositivi elettronici hanno memorizzato e trasmesso informazioni (bit) in circuiti bidimensionali. Ora, i ricercatori dell'Università di Cambridge hanno creato un circuito magnetico su nanoscala in grado di spostare le informazioni attraverso lo spazio tridimensionale. Questa svolta potrebbe portare a un importante aumento delle capacità di archiviazione ed elaborazione dei dispositivi elettronici rispetto a quelli utilizzati oggi.
Con le attuali tecnologie che raggiungono i limiti di ciò che la fisica consente, i ricercatori stanno iniziando a esplorare la terza dimensione alla ricerca di un percorso per migliorare i dispositivi elettronici.
In un recente studio pubblicato sulla rivista ACS Nano , ricercatori dell'Università di Cambridge (Regno Unito) e della TU Eindhoven (Paesi Bassi), dimostrare che la combinazione delle tecniche più avanzate nella nanostampa 3D con i metodi tradizionali consente circuiti funzionali in grado di elaborare le informazioni.
"Dimostriamo un nuovo modo di fabbricare e utilizzare un dispositivo magnetico che, in scala nanometrica, può spostare in modo controllabile le informazioni lungo le tre dimensioni dello spazio, " evidenzia Amalio Fernández-Pacheco, ricercatore principale del progetto presso il Cavendish Laboratory di Cambridge. Per creare questi nano-magneti in 3-D, viene utilizzato un microscopio elettronico insieme a un iniettore di gas per stampare in 3-D un'impalcatura sospesa su un tradizionale substrato di silicio 2-D. Dopo la nanostampa 3D, materiale magnetico viene depositato su tutto l'insieme per consentire il trasporto delle informazioni.
Amalio Fernández-Pacheco, ricercatore principale del progetto (a sinistra) e Dédalo Sanz-Hernández, autore principale dell'opera (a destra) in posa con il sistema ottico utilizzato all'Università di Cambridge per leggere informazioni da nanostrutture magnetiche 3-D. Credito:Dédalo Sanz-Hernández
Combinando un preciso protocollo di fabbricazione con un sistema laser su misura, gli autori hanno rilevato strutture quasi completamente sospese e larghe solo 300 nanometri.
"In questo lavoro, non solo dimostriamo un grande salto nelle capacità di nanofabbricazione, ma anche, abbiamo sviluppato un sistema che ci permette di guardare questi minuscoli dispositivi in un modo relativamente semplice, "dice Dédalo Sanz-Hernández, capo di quest'opera.
"Le informazioni all'interno del dispositivo possono essere lette utilizzando un singolo laser in configurazione a campo scuro (una tecnica progettata per isolare piccoli oggetti da sfondi luminosi), " lui spiega.
Questa svolta fa parte del più ampio campo della spintronica. Le tecnologie di spintronica non solo sfruttano gli elettroni di carica elettrica per memorizzare ed elaborare informazioni, ma anche il loro giro, consentendo lo sviluppo di circuiti elettronici che beneficiano di una maggiore efficienza energetica rispetto alle attuali tecnologie.
"Progetti come questo aprono la strada allo sviluppo di una generazione completamente nuova di dispositivi magnetici in grado di archiviare ed elaborare le informazioni di movimento in modo molto efficiente sfruttando le tre dimensioni dello spazio, " dice Fernández-Pacheco.
