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CAMPO MAGNETICO: UNA RAGNATELA DI GRAFENE LO MISURA 100 VOLTE MEGLIO

Categoria // Ricerca di base e Finanziamenti, Grafene

In arrivo un dispositivo in grado di misurare il campo magnetico con la precisione di una singola molecola e che potrebbe avere applicazioni nella realizzazione di memorie ad alta densità e di sensori molecolari. Lo studio sulla rivista Nano Letters.

Molecola magnetica sulla
Molecola magnetica sulla "ragnatela" di grafene

Grafene come una ragnatela in grado di catturare singole molecole magnetiche e di misurare il campo da esse generato con una precisione mai ottenuta in precedenza, addirittura 100 volte superiore al record di sensibilità. La scoperta arriva dai ricercatori dell'Istituto di nanoscienze del Consiglio nazionale delle ricerche (Nano-Cnr), in collaborazione con i colleghi del Cnrs di Grenoble e del Karlsruhe Institute of Technology.

Per mettere a punto il dispositivo di misurazione, gli esperti hanno depositato delle molecole magnetiche su uno strato di grafene: l’innovativo materiale si è mostrato in grado di intercettare il flusso magnetico di una singola molecola e di produrre un segnale elettrico al momento dell’inversione di polarità della stessa.

Un risultato che arriva dopo 3 anni di ricerca, sottolinea Marco Affronte del Centro S3 dell'Istituto nanoscienze del Cnr di Modena e coautore con Andrea Candini dello studio pubblicato sulla rivista internazionale Nano Letters: «Prima sono state progettate le molecole più adatte per potersi innestare sulla struttura esagonale del grafene, poi si è passati alla messa a punto la lavorazione del foglio di grafene, fino a ottenere un dispositivo di appena 10 nanometri di lato. Infine le misure magnetiche, che hanno richiesto temperature prossime allo zero assoluto per rilevare soltanto i segnali del grafene e delle molecole e limitare il rumore».

Quali le applicazioni della scoperta? Per i ricercatori questo traguardo segna un importante passo avanti nel campo della spintronica – cioè dell'elettronica potenziata dalla componente magnetica, lo spin – e potrebbe essere alla base della realizzazione di memorie ad alta densità.

Le molecole magnetiche sono infatti una sorta di nano-calamite di pochi miliardesimi di metro, spiega Candini, e possono funzionare come le più piccole unità in cui registrare un bit di informazione. La combinazione di grafene e molecole magnetiche da vita quindi a un dispositivo di registrazione delle informazioni che si comporta come una valvola magnetica simile a quelle utilizzate nelle testine degli hard disk oggi in commercio, ma con dimensioni ridottissime e in grado di leggere unità magnetiche su scala molecolare.

E le possibili declinazioni non si fermano qui. Secondo Affronte si possono prevedere anche applicazioni nel campo dei sensori di molecole biologiche marcate con una molecola magnetica, per migliorare le prestazioni dei cosiddetti “lab-on-a-chip” (dispositivi che integrano una o più funzioni di laboratorio su un singolo chip di dimensioni variabili dal 1 millimetro al paio di centimetri quadrati).
La Redazione

Pubblicato:

Lunedì, 14 Gennaio 2013

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