1904: è il numero di un record mondiale, quello ottenuto a Trieste nella misurazione della magnetoresistenza ad effetto tunnel, frontiera della conoscenza che potrebbe rivoluzionare le performance delle memorie per computer o permettere di realizzare micro sensori con sensibilità assai superiori di quelli utilizzati, ad esempio, nei dispositivi ABS delle nostre automobili. Siamo nel settore della spintronica, connubio tra elettronica e magnetismo, il cui sviluppo è strettamente legato alla ricerca su nuovi materiali, sul loro accostamento e ingegnerizzazione all'interno del vasto campo delle nanotecnologie.

Un campo multidisciplinare, che necessita di competenze tecnico scientifiche assai spinte e di strumentazioni d'avanguardia assoluta, entrambi presenti nell'Istituto Officina dei Materiali - CNR, all'interno dell'AREA Science Park di Trieste. Il successo è stato frutto di un progetto denominato SPINOX,  grazie al  quale i ricercatori sono riusciti a  manipolare con assoluta precisione, a livello atomico,  una combinazione di  titanio, manganese, stronzio e lantanio, realizzando una configurazione nanostrutturata così vicina ai modelli teorici da raggiungere livelli di magnetoresistenza finora mai misurati in laboratorio.

La magnetoresistenza è la proprietà di alcuni materiali di cambiare il valore della loro resistenza elettrica  in presenza di un campo magnetico esterno. Più è alta, più diventa possibile realizzare microprocessori veloci, più affidabili, dai consumi energetici contenuti, oppure nuove generazioni di sensori per campi magnetici, utilizzabili nei sistemi di sicurezza.

Il coordinatore di SPINOX è Bruce Davidson, caso raro di ricercatore trasferitosi dagli Stati Uniti in Italia, attratto dalla qualità della ricerca scientifica svolta a Trieste. "Nella spintronica - spiega Davidson - si utilizza, oltre alla carica elettrica dell'elettrone, il suo campo magnetico  - lo spin -  creando le condizioni per realizzare apparecchiature miniaturizzate, dalle prestazioni più spinte e con minori consumi. La spintronica è un approccio recentissimo, che ha già dimostrato un enorme impatto tecnologico ed economico,  grazie allo sfruttamento del fenomeno della magnetoresistenza gigante (GMR), scoperta che nel 2007 è valsa al francese Albert Fert e al tedesco Peter Gruenberg il premio Nobel per la fisica.

Tale fenomeno è stato alla base, fino ad un anno fa, del funzionamento delle testine di lettura di quasi tutti i dischi rigidi dell'ultima generazione di computer. Ora sta per affacciarsi sul mercato un'ulteriore  generazione di testine di lettura con migliori prestazioni, basata proprio sull'effetto quantistico TMR, che risulta di un ordine di grandezza più sensibile  ai campi magnetici minuscoli".

Al record registrato dallo IOM-CNR ha concorso in modo determinante la realizzazione, da parte del gruppo sviluppo strumentazione del laboratorio, dell'apparato sperimentale che ha permesso la sintesi della nanostruttura, grazie ai fondi della legge regionale 26/2005 del Friuli Venezia Giulia. "Una spinta notevole nello sviluppo di nuovi materiali ad altissime prestazioni submicroscopiche o funzionalizzati, i cosiddetti materiali intelligenti - spiega Roberto Gotter responsabile dello sviluppo strumentazione dello IOM-CNR  - la si ottiene con la sinergia tra apparati sperimentali innovativi, non seriali e sviluppati ad hoc, e grandi infrastrutture di ricerca.

Come il sincrotrone Elettra, che permette di vedere, comprendere  e controllare su scala atomica il processo di sintesi in modo strettamente correlato alle prestazioni di tunneling magnetico. Sta esattamente in questo il ruolo strategico dello IOM-CNR, che attraverso il progetto SPINOX ha potuto realizzare, grazie al finanziamento regionale, una stazione sperimentale speciale per la sintesi di materiali per la spintronica.

La stazione viene di volta in volta collegata alle linee di luce di sincrotrone, offrendo alla comunità scientifica internazionale il top, sia sul versante della sintesi che su quello dell'analisi, per mezzo dei raggi X ad alte prestazioni generati dall'anello di accumulazione di Elettra".