Il super atomo che sarà sfruttato per i device elettronici molecolari del futuro

In futuro potrebbero essere sfruttati per creare dispositivi elettronici molecolari, più veloci, dotati di maggiore memoria e utilizzabili nei computer quantistici

Una nuova classe di "super-atomi" dalle singolari caratteristiche magnetiche e in grado di riprodurre il comportamento di differenti elementi della tavola periodica è stato ottenuto da un gruppo di ricercatori della Virginia Commonwealth University, che riferiscono i loro risultati in un articolo pubblicato online sui Proceedings of the National Academy of Sciences.

Il super-atomo è costituito da un gruppo di atomi di magnesio magnetizzati, un elemento normalmente non-magnetico, che in futuro potrebbe essere sfruttato per creare dispositivi elettronici molecolari, più veloci, dotati di maggiore memoria e utilizzabili nei computer quantistici.

"La nostra ricerca dischiude una nuova possibilità per conferire caratteristiche magnetiche a elementi altrimenti non magnetici, grazie a un'associazione controllata con un singolo atomo dalle proprietà magnetiche. Un risultato importante è stato quello di scoprire quale combinazione di atomi può portare a una 'specie' stabile", ha osservato Shiv N. Khanna, uno degli autori dello studio.

Un atomo è in una configurazione stabile quando il suo guscio elettronico esterno è completo e ben distanziato da quelli che non lo sono, così come avviene nei gas inerti. Nel super-atomo questo può essere ottenuto sfruttando il fatto che in esso gli orbitali elettronici 'abbracciano' più atomi - e non solo uno, come avviene normalmente - consentendo in opportune condizioni il completamento del guscio esterno. I ricercatori hanno scoperto che, nel caso del magnesio, il cluster diventa stabile quando gli atomi di magnesio attorno a quello di ferro sono otto.

Secondo Khanna, il nuovo cluster ha esibito un momento magnetico pari a quattro magnetoni di Bohr, l'unità utilizzata per esprimere il momento magnetico a scala atomica. Si tratta cioè di un valore doppio rispetto a quello di un atomo di ferro allo stato solido. Del centinaio di elementi che formano la tavola periodica, solamente nove di essi mostrano proprietà magnetiche allo stato solido.