14 gennaio 2013

Semiconduttori + Rame = Memoria. Studio pubblicato su Nature Nanotechnology


La memoria sui nanocristalli può essere scritta e cancellata con la luce. Sono i risultati più eclatanti di uno studio, condotto dai ricercatori dell’Università Milano-Bicocca e dei laboratori di Los Alamos National, pubblicato su Nature Nanotechnology.
L'interesse per questa scoperta, come su qualsiasi studio inerente la memoria artificiale, è che i nanocristalli drogati (cui vengono aggiunti alcuni atomi estranei, in questo caso di rame) manifestano una forte risposta magnetica e rientrano quindi nella famiglia dei semiconduttori magnetici diluiti. Si viene così a creare di fatto, una nuova classe di materiali funzionali magnetici.
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.
«L'aspetto più sorprendente della nostra ricerca – sottolinea Sergio Brovelli, ricercatore di fisica sperimentale al 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"».
Questa scoperta potrebbe portare a un cambio sostanziale nelle tecniche di memorizzazione dei dati: «Seppur di carattere puramente fondamentale – continua Brovelli - 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».
Andrea Mameli www.linguaggiomacchina.it 14 Gennaio 2013

Long-lived photoinduced magnetization in copper-doped ZnSe–CdSe core–shell nanocrystals
A. Pandey, S. Brovelli, R. Viswanatha, L. Li, J.M. Pietryga, V. I. Klimov and S. A. Crooker
Nature Nanotech. 7, 792–797 (2012)
Abstract
Nanoscale materials have been investigated extensively for applications in memory and data storage. Recent advances include memories based on metal nanoparticles1, nanoscale phase-change materials and molecular switches. Traditionally, magnetic storage materials make use of magnetic fields to address individual storage elements. However, new materials with magnetic properties addressable via alternative means (for example, electrical or optical) may lead to improved flexibility and storage density and are therefore very desirable. Here, we demonstrate that copper-doped chalcogenide nanocrystals exhibit not only the classic signatures of diluted magnetic semiconductors —namely, a strong spin-exchange interaction between paramagnetic Cu2+ dopants and the conduction/valence bands of the host semiconductor—but also show a pronounced and long-lived photoinduced enhancement of their paramagnetic response. Magnetic circular dichroism studies reveal that paramagnetism in these nanocrystals can be controlled and increased by up to 100% when illuminated with above-gap (blue/ultraviolet) light. These materials retain a memory of the photomagnetization for hour-long timescales in the dark, with effects persisting up to ~80 K.

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