spintronica
spintronica
Connubio tra l’elettronica e il magnetismo, che ha rivoluzionato la dispositivistica elettronica e la tecnologia di memorizzazione ed elaborazione dell’informazione, dove la codifica binaria è affidata allo spin dei portatori invece che alla modulazione della carica elettrica. Il termine deriva dalla contrazione della locuzione inglese spin based elettronics. Lo spin, proprietà caratteristica dell’elettrone, è quantizzato, potendo assumere solo due valori corrispondenti alle due configurazioni possibili (up o down); ciò lo rende naturalmente adatto all’implementazione di un codice di comunicazione di tipo binario. Le funzionalità dei dispositivi spintronici derivano dall’interazione tra un campo magnetico e i portatori di carica. L’effetto di magnetoresistenza gigante (GMR, Giant magnetoresistence), basato sullo scattering spin dipendente degli elettroni alle interfacce magnetiche, ha dato un forte impulso allo sviluppo della spintronica. Esso consiste in una forte variazione di resistenza elettrica indotta da una piccola variazione di campo magnetico. Le testine di lettura GMR, e successivamente TMR (Tunnel magnetoresistence), hanno determinato la nascita di una nuova generazione di computer molto più potenti e compatti, con capacità che hanno raggiunto il terabyte. Di notevole interesse tecnologico è la scoperta del fenomeno della spin torque transfer, ovvero del trasferimento di momento torcente da parte di correnti spin-polarizzate (in cui tutti i portatori di carica presentano medesimo spin) sulla magnetizzazione di un ferromagnete e dunque l’inversione della magnetizzazione stessa per via elettrica anziché magnetica. Essa infatti potrà dar luogo a una nuova generazione di microprocessori e memorie basati su spin-transistor più veloci dei componenti attuali, con consumi energetici più bassi e integrabilità superiore alle stesse memorie MRAM (Magnetoresistive RAM).