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Sulle nanoantenne..

Fonte: articolo riportato dall'Internet

05 marzo 2020Comunicato stampa

Inventate le nanoantenne per onde di spin: più vicini i

calcolatori analogici super efficienti

Fonte: Cnr-Iom© Mehau Kulyk/SPL Su "Advanced Materials" il rivoluzionario studio di

Politecnico di Milano, New York University, Cnr-Iom (Consiglio

nazionale delle ricerche - Istituto officina dei materiali) di Perugia,

Dipartimento di Fisica e Geologia dell'Università di Perugia e la

beamline PolLux della Swiss Light Source, PSI, Svizzera

È stato pubblicato sulla prestigiosa rivista "Advanced Materials", e

comparirà sulla front cover della rivista il 5 Marzo 2020, un articolo

che dimostra una nuova metodologia per generare e manipolare come

mai prima d'ora onde di spin in materiali magnetici nanostrutturati.

Il lavoro apre la strada allo sviluppo di nano - processori per

l'elaborazione analogica di informazioni straordinariamente rapida ed

energeticamente efficiente.

 La scoperta è frutto della collaborazione fra il gruppo di magnetismo

di Edoardo Albisetti, Daniela Petti e Riccardo Bertacco del Dipartiment

o di Fisica del Politecnico di Milano, il gruppo di Elisa Riedo (New York

University), e Silvia Tacchi dell'Istituto officina dei materiali del Consiglio

nazionale delle ricerche (Cnr-Iom) di Perugia, il Dipartimento di Fisica

e Geologia dell'Università di Perugia e la beamline PolLux della Swiss

Light Source, PSI, Svizzera.

 Le onde di spin, chiamate anche "magnoni", sono l'analogo delle ond

e elettromagnetiche per il magnetismo, e si propagano nei materiali come

il ferro in maniera simile alle onde del mare.

Rispetto alle onde elettromagnetiche, i magnoni sono caratterizzati da

proprietà uniche che li rendono ideali per lo sviluppo di sistemi

miniaturizzati di calcolo "analogico" estremamente più efficienti dei sistem

i digitali attualmente disponibili.

 Modulare a proprio piacimento le onde di spin era fino ad oggi estremamente

complesso.

Nell'articolo pubblicato su Advanced Materials, viene presentato un nuovo

tipo di emettitori, le cosiddette "nanoantenne magnoniche" che permettono di

generare onde di spin con forma e propagazione controllata.

Grazie ad esse, ad esempio, è possibile ottenere fronti d'onda radiali (come

quelli di una pietra lanciata in uno stagno) o fronti d'onda planari (come le

onde del mare sulla spiaggia) e anche creare fasci direzionali focalizzati.

Nell'articolo si dimostra inoltre che utilizzando più nanoantenne

 contemporaneamente si possono generare figure di interferenza "a comando"

condizione necessaria per poter sviluppare sistemi di computazione analogici.

Per realizzare le nanoantenne è stata utilizzata la tecnica tam-SPL (sviluppata

al Politecnico di Milano in collaborazione con il laboratorio della prof.ssa Riedo),

che permette di manipolare con precisione nanometrica le proprietà magnetiche

del materiale di cui sono composte. In particolare, le nanoantenne consistono

in minuscole "increspature" nella magnetizzazione del materiale (chiamate

"pareti di dominio" e "vortici") che, quando vengono messe in moto da un

campo magnetico oscillante, emettono onde di spin. Dato che le proprietà

delle onde di spin sono legate alla tipologia e alle caratteristiche peculiari di

queste increspature, controllandole molto bene è stato possibile modulare come

mai prima d'ora le onde emesse.

Le onde di spin sono state misurate utilizzando una tecnica di microscopia

a raggi-X risolta in tempo disponibile presso la la beamline PolLux della

Swiss Light Source, Svizzera.

Questa tecnica ha permesso ai ricercatori di visualizzare la propagazione delle

onde di spin nel materiale, con alta risoluzione spaziale (inferiore ai 50

nanometri) e risoluzione temporale (inferiore al nanosecondo).

Il lavoro ha ricevuto finanziamenti dal programma di ricerca e innovazion

e dell'Unione Europea Horizon 2020 attraverso l'azione Marie Sk?odowska-

Curie No 705326, progetto SWING (Patterning Spin-Wave reconfIgurable

Nanodevices for loGics and computing).