Nuovi progressi nella tecnologia dei magneti sbloccano il potenziale per migliorare efficienza e prestazioni

I ricercatori del Plasma Science and Fusion Center del MIT hanno compiuto progressi significativi nel campo della tecnologia dei magneti. Sfruttando gli effetti quantistici, il team è riuscito a controllare con successo l’effetto Hall anomalo e la curvatura Berry, aprendo nuove possibilità per le applicazioni dei materiali. I loro risultati, pubblicati su Nature, evidenziano l’uso del tellururo di cromo per migliorare l’efficienza e le prestazioni in vari campi come l’informatica, l’elettronica e la robotica.

L'effetto Hall, scoperto nel 1879, comporta la deflessione della corrente elettrica quando un magnete viene posizionato ad angolo retto rispetto a una striscia metallica che trasporta corrente. La meccanica quantistica ci consente di comprendere e manipolare questo comportamento asimmetrico. Utilizzando un concetto quantistico chiamato curvatura di Berry, che devia il flusso di elettroni, i ricercatori possono controllare in modo efficiente il flusso di elettricità senza la necessità di un campo magnetico. Questo fenomeno è noto come effetto Hall anomalo e ha applicazioni ad ampio raggio.

La ricerca del team ha portato allo sviluppo di un materiale deformabile che mostra l'effetto Hall anomalo anche se sottoposto a forze esterne. Il materiale è costituito da strati di base di ossido di alluminio o titanato di stronzio con uno strato atomico di tellururo di cromo sulla parte superiore. L'interazione tra il composto magnetico e gli strati di base conferisce flessibilità al materiale. Quando viene applicata la deformazione, il materiale mantiene la sua capacità di condurre gli elettroni, consentendo loro di fluire attraverso percorsi diversi. Ciò rende il composto ideale per l'elettronica flessibile.

Nella robotica, i materiali adattabili alla deformazione possono essere utilizzati per creare sensori morbidi che possono estendersi attorno agli elementi biologici senza causare danni. Hanno anche potenziali applicazioni nell'archiviazione dei dati, poiché il materiale estensibile può memorizzare quantità variabili di dati in base al suo livello di allungamento.

L'adozione di questa tecnologia dipenderà da fattori quali i costi e la necessità di adattamento della tecnologia di fabbricazione CMOS esistente. Tuttavia, vi è un forte sostegno per ulteriori attività di ricerca e sviluppo. Lo studio ha ricevuto finanziamenti dall’US Research Office, dalla US National Science Foundation, dal Massachusetts Institute of Technology e da altri enti governativi e di ricerca.

Nel complesso, questi progressi nella tecnologia dei magneti hanno il potenziale per rivoluzionare vari settori migliorando l’efficienza e le prestazioni nei sistemi computazionali, nell’elettronica e nella robotica.