Memoria sui nanocristalli: passo avanti verso i computer ottici

Una scoperta dovuta anche a giovani ricercatori italiani apre le porte alla possibilità di creare dei computer ottici, cioè dei computer che usano la luce invece che l’elettricità per trasmettere, immagazzinare e manipolare i dati.

La ricerca condotta dall’Università Milano-Bicocca in collaborazione con i ricercatori del Los Alamos National Laboratory consiste nell’inserimento di pochi atomi di rame in nanocristalli di semiconduttore cosa che conferisce loro proprietà di memoria magnetica. La scoperta è stata pubblicata su Nature Nanotechnology

«L’aspetto più sorprendente della nostra ricerca – commenta Sergio Brovelli, trentaquattrenne ricercatore di fisica sperimentale del dipartimento di Scienza dei Materiali dell’Università di Milano-Bicocca – è che la risposta magnetica dei nostri nanocristalli aumenta di oltre il cento per cento se questi sistemi sono irraggiati con luce ultravioletta o visibile e che tale fotomagnetizzazione (ovvero l’aumento di magnetizzazione sotto stimolo luminoso) persiste nel tempo per molte ore al buio, generando memoria magnetica sensibile a un processo di ‘scrittura ottica’».

Il “drogaggio”, così si chiama il procedimento di inserimento dei 3-4 atomi di rame, è innovativo in quanto in passato sono stati condotti esperimenti simili per modificare le proprietà fisiche di semiconduttori tradizionali, ma si trattava esclusivamente di proprietà relative al trasporto elettrico e di emissione di luce. Siccome i nanocristalli drogati con il rame hanno una forte risposta magnetica, secondo i ricercatori possono essere considerati come una nuova classe di materiali funzionali magnetici che tipicamente prevedono l’uso del manganese.

«La sorprendente fotomagnetizzazione ottenibile con questi sistemi – continua Brovelli – è importante perché implica un possibile cambio di paradigma nell’immagazzinamento e lettura dati. Seppur di carattere puramente fondamentale i nostri risultati dimostrano che in principio questi sistemi possono essere utilizzati per memorie magnetiche ‘scritte’ e ‘cancellate’ con la luce, invece che con i consueti metodi elettrici e magnetici. Di conseguenza, questi risultati aprono, insieme ad altri recenti studi su semiconduttori avanzati, alla possibile realizzazione di computer ottici».

Le applicazioni , secondo i ricercatori riguardano le memorie fotoscrivibili prodotte con tecniche in soluzione, cioè tramite deposizione di film sottili di nanocristalli a getto di inchiostro o stampa a rullo, tecniche tipiche dell’emergente industria per la produzione di LED e celle fotovoltaiche basate su molecole organiche o nanocristalli semiconduttori prodotti per via sintetica.

«Come tutti gli studi fondamentali – conclude Brovelli -, anche il nostro necessita di ulteriori importanti fasi di ottimizzazione e implementazione in dispositivi modello. Ma la scoperta di questo fenomeno apre eccitanti possibilità per il futuro».