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ATENEO DI QUALITÀ ACCREDITATO ANVUR - FASCIA A

Ricerca: risultati sui "film trasferibili" pubblicati su Nature Communications

Da una ricerca in collaborazione con Diamond Light Source, un team guidato dal prof. Ghidini ha raggiunto importanti risultati nel campo della magnetoelettricità

In un lavoro recentemente pubblicato su Nature Communications, il prof. Massimo Ghidini (con colleghi del Diamond Light Source, Cambridge e Manchester) descrive la preparazione di un film sottile magnetico trasferibile mediante un metodo denominato “epitaxial lift-off” (letteralmente “decollo epitassiale”). Dopo la crescita, i ricercatori “decollano” il film dal suo substrato specifico, e lo trasferiscono su un cristallo ferroelettrico sicchè le sue proprietà magnetiche possano essere controllate elettricamente.

Molte tecnologie utilizzano cristalli sottili (films), che devono essere cresciuti su un supporto (il substrato) che ne può alterare le proprietà. Talvolta l’influenza del substrato è benigna, ma molto più spesso è maligna. Inoltre alcuni films possono crescere solo su certi substrati costosi e specifici, il che limita di molto le funzionalità che possono acquisire, e dunque il range delle loro applicazioni tecnologiche.

Ma che strade potrebbero aprirsi se dopo aver cresciuto un film sul suo substrato, lo si staccasse per trasferirlo su qualsiasi altro supporto?

I risultati sotto riportati mostrano come i ricercatori siano riusciti a ruotare i domini magnetici con l’ausilio di campi elettrici, evidenziando così quella che è la funzionalità fondamentale per memorie magnetiche a basso consumo. Questa dimostrazione di forte accoppiamento magnetoelettrico, che come recita il titolo è il risultato chiave dell’articolo, è stata ottenuta da un team di sperimentatori guidato dal prof. Ghidini del Dipartimento di Scienze Matematiche, Fisiche e Informatiche (SMFI), del nostro Ateneo. In particolare, le immagini dei domini magnetici sono state ottenute da Ghidini e collaboratori con il potente microscopio elettronico a luce di sincrotrone del Diamond Light Source.

Le competenze del Dipartimento SMFI nell’ambito del magnetismo, della magnetoelettricità e delle tecniche di imaging sono riconosciute internazionalmente. Attraverso bandi molto competitivi, il Dipartimento SMFI ottiene ogni anno una porzione significativa di tempo macchina presso grandi facilities internazionali, che utilizzano non solo luce di sincrotrone, ma anche fasci di neutroni e di muoni per studiare in modo raffinato la fisica dei materiali funzionali.

La luce di sincrotrone permette di studiare problemi che vanno dalle proprietà dei fossili, ai materiali avanzati, alla catalisi, ai motori dei jets, fino a virus e vaccini, e l’Università Parma ha avviato accordo di collaborazione bilaterale con Diamond Light Source per promuoverne quanto più possibile l’utilizzo tra i suoi gruppi di ricerca. 

ricerca prof. Ghidini

Mappe magnetiche del film trasferibile costruite in corrispondenza agli stati A and B della curva di magnetizzazione in funzione del campo elettrico (a destra). I colori identificano la direzione della magnetizzazione dei domini magnetici.

Articolo:

D. Pesquera, E. Khestanova, M. Ghidini, S. Zhang, A. P. Rooney, F. Maccherozzi, P. Riego, S. Farokhipoor, J. Kim, X. Moya, M. E. Vickers, N. A. Stelmashenko, S. J. Haigh, S. S. Dhesi and N. D. Mathur, Large magnetoelectric coupling in multiferroic oxide heterostructures assembled via epitaxial lift‑off, Nature Communications 11, 3190 (2020),  https://www.nature.com/articles/s41467-020-16942-x

Pubblicato Lunedì, 31 Agosto, 2020 - 14:33 | ultima modifica Lunedì, 31 Agosto, 2020 - 18:16