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Notiziario Marketpress di
Lunedì 20 Aprile 2009 |
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LA "RISONANZA DI SPIN BALISTICO" PERMETTE UN NUOVO APPROCCIO ALLA ROTAZIONE DI SPIN
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Bruxelles, 20 aprile 2009 - Ricercatori tedeschi e canadesi hanno sviluppato una nuova tecnica, detta "risonanza di spin balistico", che "inverte lo spin" degli elettroni disaccoppiati senza usare campi oscillanti, difficili da generare nei microchip. L´innovativo sistema, descritto nella rivista Nature, rappresenta un passo avanti verso il controllo di spin nei semiconduttori ed è importante nell´informatica quantica. Per circa 70 anni gli scienziati hanno studiato lo spin degli elettroni. La risonanza di spin elettronico descrive la rotazione di spin negli elettroni disaccoppiati (noti anche come radicali). Lo studio della meccanica quantistica è stato reso possibile inducendo la risonanza di spin elettronico con campi magnetici ad alta frequenza. Si tratta di un ottimo sistema, perché il campo magnetico può essere usato per controllare la fase di transizione tra gli stati di spin negli elettroni disaccoppiati. In certi materiali, lo spin può però essere indotto anche con campi elettrici ad alta frequenza; l´oscillazione stessa degli elettroni origina un campo magnetico che può agire sullo spin degli elettroni. Precedenti studi avevano usato con successo campi elettrici esterni per far ruotare gli spin in vari materiali, inclusi gas bidimensionali di elettroni e "punti quantici". Il problema però è che attualmente risulta difficile generare i campi oscillanti in un chip. In questa ultima ricerca, il Dr. Sergey Frolov (della University of British Columbia in Canada) e i suoi colleghi tedeschi hanno affrontato il problema con un approccio diverso, nella speranza di poter manipolare gli spin senza usare campi oscillanti. Il loro metodo è riuscito a produrre il risultato voluto con un campo statico, di gran lunga preferibile nelle applicazioni elettroniche. Successivi esperimenti di controllo hanno confermato la validità della nuova tecnica. La "risonanza di spin balistico" si ottiene facendo rimbalzare avanti e indietro gli elettroni nei sottili canali di un semiconduttore bidimensionale. La risonanza di spin è ottenuta usando il campo magnetico generato come effetto collaterale dell´interazione tra gli spin elettronici e la loro orbita. Il rimbalzo continuo degli elettroni sulle pareti del canale crea un efficiente campo magnetico oscillante, la cui frequenza è particolarmente adatta alle applicazioni di risonanza di spin. Il metodo ha però il difetto di far ruotare gli elettroni in modo casuale, rendendo impossibile orientare gli spin in una direzione specifica. La causa è forse da ricercare nelle impurità generate dagli elettroni, che aderiscono alle pareti del canale e rendono i rimbalzi troppo casuali: gli elettroni ripartono dalle pareti con angoli differenti. Negli studi futuri verranno usati materiali più puliti e verranno adottate tecniche di focalizzazione elettronica per consentire ai ricercatori di definire meglio la frequenza e l´angolo di rimbalzo. In una nota di accompagnamento il Dr. Lieven Vandersypen, della Delft University of Technology (Paesi Bassi), ha sottolineato: "Si può immaginare che in futuro la tecnica di spin-flip dell´autore venga applicata a interi circuiti elettronici a stato solido, in cui l´informazione sia stata codificata nello stato di spin degli elettroni. È una visione della spintronica che ha già portato a scoperte quali la "magnetoresistenza gigante" e la miniaturizzazione dei dischi rigidi". Per maggiori informazioni: Nature http://www. Nature. Com/nature/index. Html Delft University of Technology: http://www. Tudelft. Nl . |
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