Rivoluzione nella memoria del computer: il potenziale dello ioduro di nichel

RomeGli scienziati dell'Università del Texas a Austin e del Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter hanno scoperto che il ioduro di nichel (NiI₂) potrebbe rivoluzionare la tecnologia della memoria per computer. Questo materiale presenta un forte accoppiamento magnetoelettrico, il che significa che può essere controllato sia da campi elettrici che magnetici.

Ecco i punti chiave:

• NiI₂ presenta un accoppiamento magnetoelettrico superiore a qualsiasi materiale simile conosciuto.
• Questo potrebbe portare a dispositivi estremamente veloci e compatti, come le memorie magnetiche.
• NiI₂ è stato testato con impulsi laser ultrabrevi per misurare i cambiamenti negli ordini elettrici e magnetici.
• I ricercatori hanno eseguito calcoli dettagliati per comprendere perché questo materiale sia così efficace.

Da anni, gli scienziati cercano materiali capaci di modificare le loro proprietà magnetiche quando sono esposti a un campo elettrico e viceversa. È stato scoperto che il NiI₂ ha una forte abilità in questo senso, rendendolo un materiale promettente per nuove tecnologie.

I ricercatori hanno eccitato NiI₂ con impulsi laser brevissimi della durata di pochi femtosecondi, osservando i cambiamenti nelle sue proprietà elettriche e magnetiche. Hanno scoperto che il materiale mostra una forte connessione tra le sue proprietà elettriche e magnetiche per due motivi. In primo luogo, esiste una forte interazione tra il movimento di spin e orbitale degli elettroni sugli atomi di iodio, chiamata accoppiamento spin-orbita. In secondo luogo, un particolare tipo di disposizione magnetica in NiI₂, noto come spirale di spin o elica di spin, rende questa interazione ancora più intensa.

Frank Gao, ricercatore post-dottorato presso UT e autore principale dello studio, ha dichiarato che analizzare questi effetti su scala molto ridotta era estremamente difficile. Tuttavia, il loro successo rappresenta un importante progresso nel campo dei multiferroici.

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I materiali come il NiI₂ possono essere utilizzati in molti modi diversi.

• Memoria magnetica per computer, compatta ed efficiente dal punto di vista energetico, che offre archiviazione e recupero dei dati più veloci rispetto alle tecnologie di memoria attuali.
• Interconnessioni nelle piattaforme di calcolo quantistico.
• Sensori chimici per garantire il controllo di qualità e la sicurezza dei farmaci nell'industria chimica e farmaceutica.

Lo studente laureato Xinyue Peng, uno degli autori principali dello studio, ha dichiarato che questa scoperta potrebbe portare allo sviluppo di dispositivi magnetoelettrici estremamente veloci e a basso consumo energetico, in particolare per le memorie magnetiche.

Il team di ricerca ritiene che le loro scoperte possano aiutare a identificare altri materiali con caratteristiche simili. Credono anche che ulteriori studi sul materiale possano migliorare l'interazione magnetoelettrica in NiI₂, ampliando così le sue applicazioni.

Lo studio è stato finanziato da diverse organizzazioni.

• Fondazione Robert A. Welch
• Fondazione Nazionale della Scienza degli Stati Uniti
• Ufficio di Ricerca Scientifica dell'Aeronautica degli Stati Uniti
• Programma di ricerca e innovazione Horizon Europe dell'Unione Europea
• Cluster di Eccellenza "CUI: Imaging Avanzato della Materia"
• Centro Max Planck di New York per i Fenomeni Quantistici Non-Equilibrati
• Fondazione Simons
• Ministero della Scienza e della Tecnologia di Taiwan

Ricercatori provenienti da diverse istituzioni, tra cui UT, MPSD, Academia Sinica, Università di Brema e California Institute of Technology, hanno collaborato a questo progetto. Il loro lavoro congiunto ha portato significativi progressi nello sviluppo della memoria dei computer del futuro.