Spin per veicolare informazioni grazie al Germanio

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spin per veicolare informazioni in transistor al germanio
Image Credit: Dipartimento di Fisica - Politecnico di Milano

Ricercatori del Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano hanno scoperto che con l’impiego del Germanio sarebbe possibile costruire transistor che veicolino l’informazione non solo tramite la carica elettrica ma anche tramite la corrente di spin.

Informazione veicolata grazie allo spin quantistico

Lo spin è una proprietà quantistica dell’elettrone. Nella meccanica quantistica è previsto che tale grandezza possa orientarsi verso il polo nord (spin-up) o verso il sud (assumendo invece la dicitura down); in tal modo un elettrone si comporta come un minuscolo ago magnetico. Tale proprietà potrebbe essere usata per trasferire informazioni all’interno di un transistor ma vi è un limite da superare rispetto a quanto accade con la normale carica elettrica. I ricercatori del Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano hanno scoperto un modo per superare il problema.

L’impiego del Germanio nei transistor

A differenza della carica elettrica, tradizionalmente usata per veicolare l’informazione in un dispositivo elettronico, che è la medesima per tutti gli elettroni, la corrente di spin degrada nel tempo; accade infatti che gli urti che intercorrono tra gli elettroni causino delle inversioni nello spin. Il risultato è che in pochi miliardesimi di secondo metà degli elettroni verserà nella configurazione “up” e metà nella configurazione “down”; in tal modo la corrente si azzera.

L’intuizione dei ricercatori del Politecnico di Milano è stata testare questa proprietà sul Germanio. Si tratta di un semimetallo impiegato, in virtù delle sue proprietà di semiconduttore, nella costruzione di transistor; in questo materiale le correnti di spin si mantengono inalterate su distanze di alcuni millesimi di millimetro. Tale distanza può sembrare irrisoria; tuttavia, comparata alle dimensioni dei moderni transistor, può risultare sufficiente a pronosticare un futuro nel quale l’informazione verrà veicolata anche attraverso lo spin. Avere a disposizione elettroni che saranno capaci di trasmettere informazioni sia tramite le proprietà elettriche sia con le proprietà magnetiche delle singole cariche permetterà di creare dispositivi capaci di svolgere molte più funzioni degli odierni transistor.

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