Polimi e Cnr lanciano le celle fotovoltaiche di spin

Cella_fotovoltaica_di_Spin

I ricercatori del Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano hanno messo a punto un nuovo e innovativo dispositivo optoelettronico chiamato cella fotovoltaica di spin.

In un circuito elettronico l’informazione viene manipolata controllando le cariche elettriche che fluiscono all’interno di ciascun transistor. L’esigenza di dispositivi sempre più veloci ed efficienti ha imposto una incessante miniaturizzazione dei circuiti integrati, portando ad un incremento costante del numero di transistor presenti su uno stesso chip.

La continua miniaturizzazione però ha dei limiti e la comunità scientifica è al lavoro per studiare le alternative. Una di queste si basa sul controllo e sull’utilizzo non solo della carica elettrica degli elettroni, ma anche di una ulteriore proprietà fondamentale ad essi conferita dalla fisica quantistica: lo spin.

Questa caratteristica prevede che un elettrone si comporti come un minuscolo ago magnetico, che può avere due diverse configurazioni: quella in cui il “polo nord” punta verso l’alto è chiamata “spin-up”, mentre nel caso contrario è detto “spin-down”.

Anche se molti dispositivi che usiamo abitualmente producono correnti elettriche come pile e celle fotovoltaiche, fino ad oggi non esisteva ancora una soluzione affidabile per alimentare dispositivi che sfruttassero lo spin.

La cella fotovoltaica di spin sviluppata dal Politecnico di Milano, in collaborazione con i ricercatori dell’Istituto di Fotonica e Nanotecnologie del CNR, rappresenta una soluzione in quanto a differenza di una comune cella fotovoltaica, che utilizza la luce per separare le cariche positive da quelle negative all’interno di materiali semiconduttori come il silicio e il germanio, per produrre correnti elettriche, la cella fotovoltaica di spin separa le cariche unicamente in base alla configurazione del loro spin (“up” o “down”).

La cella fotovoltaica di spin permetterà di alimentare nuovi dispositivi nei quali verranno sfruttate parallelamente le proprietà elettroniche e magnetiche delle singole cariche, che potranno svolgere molte più funzioni degli odierni transistor, aprendo le porte ad una nuova era, in cui luce, cariche elettroniche e spin potranno interagire in particolari circuiti opto-spintronici.

Fonte: Polimi e Cnr

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