Swing: i computer del futuro saranno piccoli e superveloci

Swing (Patterning Spin-Wave reconfIgurable Nanodevices for loGics and computing) è il nome del progetto coordinato dal Politecnico di Milano che si propone di impiegare l’innovativa tecnica “tam-SPL”, una tecnica “furba” inventata presso il Dipartimento di Fisica del Politecnico per controllare le configurazioni di spin in un film di materiale magnetico.

In questo modo sarà possibile realizzare circuiti magnetici miniaturizzati da impiegare per elaborare l’informazione nei nostri dispositivi: rimpicciolendo i microprocessori, si modifica il modo in cui dialogano i “cervelli” di pc e smartphone per renderli più piccoli, veloci, flessibili e intelligenti.

I magneti permanenti che decorano un frigorifero, ad esempio, sono composti di materiale ferromagnetico. In essi, i momenti magnetici degli elettroni, cioè gli spin, sono prevalentemente allineati in una direzione, concorrendo così a creare la forza macroscopica che li tiene attaccati al f rigorifero. Gli spin elettronici non sono fissi, interagiscono infatti con l’ambiente circostante e reagiscono a stimoli esterni riorientandosi. Ciò fornisce la possibilità di manipolare la configurazione di spin all’interno di un materiale.

I ricercatori del gruppo di nanomagnetismo del Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano utilizzano la tecnica “tam-SPL” e con la scansione di una “penna ultrasottile” (la punta di un microscopio a forza atomica) su una sorta di “lavagna magnetica”, sono in grado di scrivere, cancellare e riscrivere a piacimento una configurazione di spin. Il tutto con una precisione spaziale migliaia di volte superiore allo spessore di un capello.

Un materiale ferromagnetico è una sorta di “mare di spin”. Se in esso si getta l’equivalente magnetico di una pietra, si generano delle perturbazioni dell’orientazione dello spin che si propagano come le onde nel mare. Esse prendono il nome di onde di spin, e il loro uso potrebbe rivoluzionare la modalità di processare l’informazione in nuovi chip da usare nei pc o smartphone.

Potremo avere circuiti entro i quali confinare la propagazione delle onde di spin, controllarne le proprietà e permetterne l’interazione. Tutto ciò in modo molto simile all’ottica integrata, con la differenza che le onde di spin possono avere lunghezze d’onda inferiori a quelle della luce visibile e quindi permettere una più spinta miniaturizzazione.

Swing, che fa parte del Programma Horizon 2020 della Comunità Europea, è stato assegnato a Edoardo Albisetti (in foto) nell’ambito delle Marie-Skłovdowska Curie Action - Global Fellowships (Msca-GF) ed è Coordinato dal prof. Riccardo Bertacco del Politecnico di Milano.

I primi due anni di ricerche si svolgono presso i laboratori del Nanoscience Initiative of the CUNY Advanced Science Research Center, New York (Usa), mentre il terzo e ultimo anno si svolgerà nel gruppo di Nanomagnestismo del Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano, presso Polifab, il centro per la micro e nanofabbricazione del Politecnico di Milano.

 

 

 

 

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