Descrizione del modulo "STUDIO DI PROPRIETA' MAGNETICHE E DI MAGNETOTRASPORTO DI MULTISTRATI GMR E TMR (MD.P04.003.006)"

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  • Descrizione del modulo "STUDIO DI PROPRIETA' MAGNETICHE E DI MAGNETOTRASPORTO DI MULTISTRATI GMR E TMR (MD.P04.003.006)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • La ricerca sulla tecnologia MRAM è fortemente stimolata dalla prospettiva di vaste applicazioni nei settori della difesa e della sicurezza nazionale. Infatti, è stato dimostrato che le MRAM sono 'rad hard', cioè resistenti alle radiazioni elettromagnetiche. Questa caratteristica è di enorme importanza per l'utilizzo in missili, veicoli spaziali e satelliti militari. La resistenza alle radiazioni è anche una proprietà importante per evitare errori minori in applicazioni di memoria convenzionale, cosa che, negli ultimi anni, si è dimostrato essere un problema via via crescente. (literal)
Tematiche di ricerca
  • Lo sviluppo di nuovi materiali magnetici nanostrutturati (nanoparticelle, film sottili, multistrati, nanocompositi, nanoarray) ha aperto nuove problematiche scientifiche alle frontiere della conoscenza e nuovi orizzonti in diversi settori tecnologici (energetica, sensoristica, information storage, microelettronica, optoelettronica, telecomunicazioni). Un importante esempio di tali tecnologie emergenti sono le memorie magnetiche ad accesso casuale (MRAM), composte da una matrice di milioni di celle spin-valve, ognuna delle quali rappresenta un bit memorizzato, disposte in una struttura regolare (di fatto, le MRAM di ultima generazione utilizzano spin-valve tunnel). Effettivamente, la tecnologia MRAM è considerata come la candidata più promettente per la realizzazione di una memoria universale, cioè che combini le migliori caratteristiche di RAM, memoria flash e hard disk: non-volatilità (cioè la capacità di conservare i dati senza la necessità di potenza continua), elevata densità, alta velocità di lettura e scrittura, basso consumo energetico. (literal)
Competenze
  • Competenze in magnetometria SQUID e VSM e criogenia finalizzate allo studio dei processi di magnetizzazione in materiali magnetici e/o superconduttori. Competenze in simulazione numerica nell' ambito della teoria del micromagnetismo per la modellizzazone dei processi processi macroscopici di magnetizzazione statici e dinamici Competenze in deposizione di film sottili metallici e magnetici mediante la tecnica Pulsed Laser Deposition in ultra vuoto, con Laser ad eccimeri impulsato. Competenze nello studio di proprieta' strutturali e microstrutturali di film sottili mediante XRD e microscopia AFM. (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • Lo sviluppo di nuovi materiali magnetici nanostrutturati (nanoparticelle, film sottili, multistrati, nanocompositi, nanoarray) ha aperto nuove problematiche scientifiche alle frontiere della conoscenza e nuovi orizzonti in diversi settori tecnologici (energetica, sensoristica, information storage, microelettronica, optoelettronica, telecomunicazioni).Di recente, sono emerse nuove strategie per controllare lo stato magnetico di un sistema legate alla risposta magneto-elettrica di eterostrutture costituite da fasi multiferroiche (magneticamente ordinate e con ordine ferroico o antiferroico , es ferroelettriche, ferro elastiche). I progressi nello sviluppo di MRAM non volatili veloci, a basso consumo e integrabili in CMOS potrebbero trarre benefici dal controllo mediante tensione (ME RAM), permettendo di ridurre l'energia di inversione. Questo è un punto cruciale poiché i dispositivi per il calcolo e per l'elettronica consumano già circa il 6% dell'elettricità su scala mondiale - e si prevede un aumento fino al 15% entro il 2025. (literal)
Tecnologie
  • Lo studio dei processi macroscopici di magnetizzazione in materiali magnetici e' sviluppato attraverso l'impiego di competenze nella simulazione micromagnetica mediante soluzione numerica dell' equazione di Landau-Lifshitz-Gilbert (LLG) a temperatura finita (formulazione Langevin). (literal)
Obiettivi
  • Ottimizzazione delle condizioni di fabbricazione mediante PLD di multilayer per strutture spin valve; comprensione dei meccanismi d'inversione della magnetizzazione e di accoppiamento magnetico e loro influenza sulle carattteristiche di magnetotesporto in strutture spin valve. (literal)
Stato dell'arte
  • Lo sviluppo di nuovi materiali magnetici nanostrutturati (film sottili, multistrati, nanocompositi, nanoarray) ha aperto nuove problematiche scientifiche alle frontiere della conoscenza ed orizzonti in diversi settori tecnologici (energetica, information storage, telecomunicazioni). Un importante esempio di tali tecnologie emergenti sono le memorie magnetiche ad accesso casuale (MRAM), composte da una matrice di milioni di celle spin-valve, ognuna delle quali rappresenta un bit memorizzato, disposte in una struttura regolare. Di recente, sono emerse nuove strategie per controllare lo stato magnetico di un sistema legate alla risposta magneto-elettrica di eterostrutture costituite da fasi multiferroiche (magneticamente ordinate e con ordine ferroico o antiferroico , es ferroelettriche, ferro elastiche). I progressi nello sviluppo di MRAM non volatili veloci, a basso consumo e integrabili in CMOS potrebbero trarre benefici dal controllo mediante tensione (ME RAM), permettendo di ridurre l'energia di inversione: gli attuali dispositivi per il calcolo e per l'elettronica consumano già circa il 6% dell'elettricità su scala mondialee si prevede un aumento al 15% entro il 2025 (literal)
Tecniche di indagine
  • Lo studio dei processi macroscopici di magnetizzazione in materiali magnetici e' sviluppato attraverso l'impiego di competenze in magnetometria e criogenia . In particolare, al fine di comprendere i meccanismi d' inversione della magnetizzazione, (es. rotazione del vettore magnetizzazione e/o moto delle pareti di dominio) l'utilizzo di un magnetometro VSM vettoriale in regime di temperatura variabile consente di studiare la dipendenza angolare del campo di inversione della magnetizzazione e del campo coercitivo ed, infine, di determinare la simmetria (es. uni-biassiale) dell' anisotropia magnetica effettiva. (literal)
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