Ricercatori dell'Università di Cambridge hanno creato un nuovo tipo di microchip che consente alle informazioni di "viaggiare" su tre dimensioni. Attualmente i chip possono spostare al loro interno l'informazione digitale in modi molto limitati, da sinistra a destra o avanti e indietro, ma la nuova soluzione messa a punto dal dottor Reinoud Lavrijsen e dal suo team è diversa.
"I chip attuali sono come bungalow - tutto succede sullo stesso piano. Abbiamo creato le scale che permettono all'informazione di passare tra i piani", ha dichiarato lo scienziato. Lo studio, pubblicato su Nature e finanziato dallo European Research Council, dall'Isaac Newton Trust e dalla Netherlands Organisation for Scientific Research (NWO), apre la strada secondo i ricercatori a microchip 3D con grandi capacità di archiviazione dati, possibili grazie alla possibilità data all'informazione di diffondersi tra diversi strati, anziché essere stipata su un unico strato, come avviene sui chip odierni oggi.
Per la ricerca gli scienziati di Cambridge hanno usato uno speciale microchip chiamato "chip spintronico", il quale sfrutta lo spin, cioè il momento magnetico dell'elettrone. I chip spintronici non sono una novità nel mondo scientifico e secondo i ricercatori diventeranno sempre più diffusi nei prossimi anni, diventando uno standard.
Per creare il microchip gli studiosi di Cambridge hanno usato una tecnica sperimentale chiamata "sputtering". Hanno realizzato un sandwich su un chip di silicio con atomi di cobalto, platino e rutenio. Gli atomi di cobalto e platino hanno il compito di archiviare l'informazione digitale, in modo simile al modo in cui gli hard disk archiviano i dati, mentre gli atomi di rutenio hanno la funzione di messaggeri, comunicando quell'informazione tra strati vicini di cobalto e platino. Ogni layer è spesso solo pochi atomi.
Hanno poi usato una tecnica laser chiamata MOKE per trovare e seguire i dati presenti nei differenti strati. Non appena hanno modificato il campo magnetico i ricercatori hanno visto, attraverso il segnale MOKE. che il dato (l'informazione) saliva strato dopo strato, dal fondo del chip fino ad arrivare alla parte alta. Sono poi riusciti a confermare i risultati usando metodi di misura differenti.
"Ogni passo nella nostra scala spintronica è alto solo pochi atomi. Trovo incredibile che usando la nanotecnologia non solo possiamo costruire in laboratorio strutture con questa precisione ma anche che con strumentazione laser avanzata sia possibile vedere i dati salire queste piccole scale gradino dopo gradino", ha dichiarato il professor Russell Cowburn, capo ricercatore del Cavendish Laboratory, il laboratorio di fisica dell'Università of Cambridge.
"Questo è un grande esempio del potere della scienza dei materiali avanzata. Tradizionalmente avremmo usato una serie di transistor elettronici per spostare dati come questi. Siamo stati in grado di raggiungere lo stesso effetto combinando solamente differenti elementi base come il cobalto, il platino e il rutenio. Questo è il modo di realizzare le cose nel ventunesimo secolo, cioè sfruttare la potenza di base di elementi e materiali per incorporare funzionalità".
Cowburn ha inoltre spiegato al sito Kurzweilai.net che il chip in questione non ha nulla a che fare con soluzioni tridimensionali come il transistor tri-gate di Intel e la tecnologia Hybrid Memory Cube di Micron Technology. "Dipende da che cosa volete dire con tridimensionale", ha affermato il ricercatore. "Noi parliamo di funzionamento tridimensionale, con dati che si possono spostare da cella a cella verticalmente allo stesso modo in cui si spostano da cella a cella nei dispositivi moderni. Questo è il motivo per cui nel nostro comunicato parliamo di spostamento dei dati dall'alto in basso e viceversa, piuttosto che semplicemente da sinistra a destra e avanti e indietro".
"Le tecnologie a cui fate riferimento sono tridimensionali nella struttura. Nel caso del Tri-Gate, il gate accede al canale da più di un lato per aumentare la propria interazione, ma c'è sempre un solo layer funzionale. La Memory Cube è leggermente più vicina a quello che stiamo facendo, ma per quanto posso vedere, i dati non viaggiano verticalmente da una cella DRAM a un'altra cella DRAM - sono solo fisicamente impilate una sopra l'altra".
Cowburn, in ultima analisi, ricorda che l'importanza dello studio sta soprattutto nel chip spintronico. "Questa è la prima volta che qualcuno realizza un dispositivo spintronico tridimensionale; le due tecnologie a cui fate riferimento non sono spintroniche", ha concluso il ricercatore interrogato da Kurzweilai.net.