Cella fotovoltaica del futuro con la spintronica

Pubblicato su Nature Materials lo studio Polimi-CNR sul rivoluzionario dispositivo optoelettronico che non manipola la carica elettrica degli elettroni ma lo spin

Pubblicato il 25 giugno 2014

È stata sviluppata dai ricercatori del Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano, in collaborazione con l’Istituto di Fotonica e Nanotecnologie del CNR, la cella fotovoltaica di spin. Lo studio “Spin voltage generation through optical excitation of complementary spin populations” è stato appena pubblicato sul prestigioso Nature Materials.

La cella fotovoltaica di spin è un rivoluzionario dispositivo optoelettronico che non manipola la carica elettrica degli elettroni, come avviene nei tradizionali circuiti elettronici, ma una ulteriore proprietà fondamentale ad essi conferita dalla fisica quantistica: lo spin.

Grazie a questa generazione di spin sarà possibile alimentare nuovi dispositivi nei quali verranno sfruttate sia le proprietà elettroniche sia le proprietà magnetiche delle singole cariche e che saranno quindi capaci di svolgere molte più funzioni degli odierni transistor.

Si aprono così le porte ad una nuova era in cui luce, cariche elettroniche e spin potranno interagire in particolari circuiti opto-spintronici.

Lo spin è una proprietà fondamentale degli elettroni, prevista dalla fisica quantistica. Questa particolare 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 detta ‘spin-down’.

A differenza di una comune cella fotovoltaica, che utilizza la luce per separare le cariche positive e negative all’interno di materiali semiconduttori quali il silicio e il germanio e produrre correnti elettriche, la cella fotovoltaica di spin è in grado di separare le cariche unicamente in base alla configurazione del loro spin (‘up’ o ‘down’).

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