Un cristallo magnetico spesso quanto un singolo atomo potrebbe portare interessanti novità nel futuro delle memorie digitali. Un gruppo di ricercatori della Chalmers University of Technology in Svezia ha infatti presentato un materiale bidimensionale capace di ospitare simultaneamente due forze magnetiche opposte, rendendo i chip di memoria fino a dieci volte più efficienti dal punto di vista energetico.
Entro pochi decenni l’archiviazione e l’elaborazione dei dati digitali rischiano di assorbire quasi il 30% dei consumi globali di elettricità, e questa è una prospettiva che preoccupa in particolare con l’espansione di settori energivori come l’AI, i data center e l’Internet delle cose. Da qui la corsa internazionale verso soluzioni in grado di ridurre i costi energetici delle infrastrutture digitali.
Il materiale messo a punto dai ricercatori svedesi ha una caratteristica finora mai osservata in un singolo strato atomico: la coesistenza di ferromagnetismo, dove gli elettroni si allineano nella stessa direzione generando un campo magnetico, e antiferromagnetismo, in cui gli spin elettronici si annullano a vicenda. In passato ottenere entrambi i comportamenti richiedeva la sovrapposizione di più strati diversi, con inevitabili problemi di instabilità e costi di produzione elevati.
Il nuovo cristallo, composto da una lega di cobalto, ferro, germanio e tellurio, sfrutta invece le forze di van der Waals per sovrapporsi in maniera stabile senza legami chimici. Questa combinazione elimina le discontinuità tipiche delle strutture multistrato, semplificando la fabbricazione e aumentando l’affidabilità dei dispositivi. Secondo il team guidato dal professor Saroj P. Dash, si tratta di un “sistema magnetico preassemblato” che gli scienziati hanno inseguito per decenni.
Il principio che rende il materiale così efficiente è un particolare “tilt” interno del magnetismo: grazie all’inclinazione naturale delle forze opposte, gli elettroni possono invertire la propria direzione senza bisogno di campi magnetici esterni. Questo significa che le memorie costruite con il nuovo cristallo non necessitano di alimentazione aggiuntiva per orientare i bit, con un taglio dei consumi stimato in un ordine di grandezza rispetto ai chip convenzionali.
Applicazioni pratiche non mancano: dalle memorie nei computer e negli smartphone fino ai sistemi di guida autonoma, passando per l’AI, che secondo le stime dell’Agenzia Internazionale dell’Energia consumerà da sola entro il 2028 più della metà dell’elettricità destinata ai data center.
Il passo avanti, pubblicato sulla rivista Advanced Materials, non segna ancora l’arrivo immediato di dispositivi commerciali, ma apre una pista concreta per ridurre drasticamente il fabbisogno energetico della società digitale.
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