I chimici dell'Università di Waterloo hanno trovato un modo molto più rapido ed efficiente per archiviare ed elaborare le informazioni ampliando i limiti di come il flusso di elettricità può essere utilizzato e gestito.

In uno studio pubblicato di recente, i chimici hanno scoperto che la luce può indurre la magnetizzazione in alcuni semiconduttori, la classe standard di materiali alla base di tutti i dispositivi informatici odierni.

"Questi risultati potrebbero consentire un modo fondamentalmente nuovo di elaborare, trasferimento, e archiviare informazioni tramite dispositivi elettronici, è molto più veloce ed efficiente dell'elettronica convenzionale."

Per decenni, i chip dei computer si sono ridotti grazie a un flusso costante di miglioramenti tecnologici nella densità di elaborazione. Gli esperti hanno, però, avvertito che presto raggiungeremo la fine della tendenza nota come legge di Moore, in cui il numero di transistor per pollice quadrato sui circuiti integrati raddoppia ogni anno.

"In parole povere, c'è un limite fisico alle prestazioni dei semiconduttori convenzionali e alla densità con cui si può costruire un chip, " ha detto Pavle Radovanovic, professore di chimica e membro del Waterloo Institute for Nanotechnology. "Per continuare a migliorare le prestazioni del chip, avresti bisogno di cambiare il materiale di cui sono fatti i transistor:dal silicio, diciamo ai nanotubi di carbonio o al grafene, o cambiamo il modo in cui i nostri materiali attuali immagazzinano ed elaborano le informazioni".

La scoperta di Radovanovic è resa possibile dal magnetismo e da un campo chiamato spintronica, che propone di memorizzare informazioni binarie all'interno della direzione di spin di un elettrone, oltre alla sua carica e plasmonica, che studia le oscillazioni collettive degli elementi in un materiale.

"In pratica abbiamo magnetizzato singoli nanocristalli semiconduttori (minuscole particelle quasi 10, 000 volte più piccolo della larghezza di un capello umano) con luce a temperatura ambiente, " ha detto Radovanovic. "È la prima volta che qualcuno è stato in grado di utilizzare il movimento collettivo degli elettroni, noto come plasmone, per indurre una magnetizzazione stabile all'interno di un tale materiale semiconduttore non magnetico."

Nel manipolare il plasmone in nanocristalli di ossido di indio drogati, i risultati di Radovanovic dimostrano che le proprietà magnetiche e semiconduttive possono effettivamente essere accoppiate, il tutto senza la necessità di temperature ultra-basse (criogeni) per far funzionare un dispositivo.

Anticipa che i risultati potrebbero inizialmente portare a sensori magneto-ottici altamente sensibili per l'imaging termico e il rilevamento chimico. Nel futuro, spera di estendere questo approccio al rilevamento quantistico, archivio dati, e l'elaborazione quantistica delle informazioni.

I risultati della ricerca sono apparsi di recente sulla rivista Nanotecnologia della natura .