Eterostrutture di film sottili a base di antiferromagneti sintetici di Co/Ni su nastri polimerici: verso una spintronica flessibile e sostenibile

In un recente articolo pubblicato sulla rivista ACS Applied Materials and Interfaces, un team internazionale di ricercatori ha dimostrato per la prima volta la possibilità di ottenere su nastri flessibili eterostrutture complesse a base di Co/Ni con un contenuto ridotto di metalli critici del gruppo del Pt. Si aprono così nuove prospettive per lo sviluppo di  dispositivi spintronici flessibili e sostenibili di ultima generazione, per applicazioni in molti campi tra cui la biomedicina, l'elettronica indossabile e la robotica.

Gli antiferromagneti sintetici con anisotropia magnetica perpendicolare (PMA-SAF) hanno attirato un crescente interesse in quanto componenti chiave di dispositivi spintronici sia convenzionali che di nuova generazione. Sebbene i progressi su substrati rigidi siano stati notevoli, in letteratura sono riportati pochi esempi di eterostrutture flessibili a film sottile basati su sistemi PMA-SAF, tutti contenenti metalli del gruppo del platino (PGM). I sistemi basati su Co/Ni possono offrire ulteriori vantaggi rispetto ai dispositivi contenenti PGM, ovvero bassi valori di damping e un’alta polarizzazione di spin. Inoltre, limitare l'uso di PGM può diminuire la richiesta di materie prime critiche e ridurre l'impatto ambientale delle relative tecnologie, contribuendo così alla transizione verso un futuro più sostenibile.
In questo lavoro, un team internazionale di ricercatori provenienti da diverse istituzioni (CNR-ISM nM2-Lab, Italia; Universität Augsburg, Germania; Politecnico di Milano, Italia; Università Politecnica delle Marche, Italia; CNR-IMEM, Italia; CNR-ISMN, Italia) ha dimostrato  per la prima volta la possibilità di ottenere su nastri flessibili, PMA-SAF e valvole di spin (SV) a magnetoresistenze gigante (GMR) a base di Co/Ni. In particolare, sono stati ottenuti SAF flessibili di alta qualità con una regione antiferromagnetica completamente compensata e SV con un rapporto GMR  significativo (fino al 4,4%), in linea con i valori riportati in letteratura per sistemi simili su substrati rigidi.
Questi risultati, insieme all'elevata robustezza delle proprietà dei campioni in condizioni di flessione (fino a 180°), indicano che è possibile ottenere eterostrutture complesse e pieghevoli a base di Co/Ni con un contenuto ridotto di PGM su nastri flessibili, consentendo lo sviluppo di nuovi dispositivi spintronici flessibili e sostenibili per applicazioni in molti campi, tra cui la biomedicina, l’elettronica indossabile e e la robotica.
Per informazioni contattare: Gaspare Varvaro