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giovedì 28 maggio 2009

La spintronica aiuterà l’efficienza luminosa degli OLED


Esistono nel mondo, ed anche in Italia, spin-off che studiano e commercializzano tecnologie per lo sviluppo di prodotti innovativi, quali memorie ed elementi logici spintronici, basati sui semiconduttori organici, ed in particolare ricercano come poter migliorare l'efficienza dei displays OLED mediante iniezione spin-polarizzata.
Queste società operano nello sviluppo di applicazioni nella spintronica che è una delle nuove frontiere dell’elettronica destinata a soppiantare l’elettronica tradizionale.
Spintronica è un neologismo derivante dalla contrazione dei termini inglesi spin ed electronics, in altre parole è la disciplina di una nuova elettronica fondata sullo spin.
Tradizionalmente tutti i dispositivi elettronici commerciali sono basati sul trascinamento per mezzo di un campo elettrico o sulla diffusione di portatori di carica, elettroni e lacune, disponibili nei semiconduttori. I dispositivi spintronici sono progettati in modo che si produca un'interazione tra un campo magnetico esterno alla struttura ed i portatori che fluiscono al suo interno; poiché alla proprietà intrinseca di spin è associato un momento magnetico.
In generale il momento magnetico è una grandezza fisica vettoriale che esprime le proprietà di un corpo assimilabile ad un dipolo magnetico come una calamita o un circuito elettrico. Quindi Il vettore momento magnetico ha un valore numerico (o scalare), una direzione e un verso, che dipende dal senso della corrente elettrica.
Per un circuito elettrico il valore numerico del momento magnetico è definito come il prodotto dell’intensità di corrente che vi circola per l’area racchiusa dal circuito, la direzione è perpendicolare al piano individuato dal circuito e il verso si ottiene con la regola della mano destra ( avvolgendo le dita nel senso della corrente, il verso del momento magnetico è indicato dalla punta del pollice).
Le argomentazioni espresse sul momento magnetico di una corrente elettrica permettono di definire anche il momento di corpi magnetizzati. Questo fenomeno magnetico, infatti, si può interpretare pensando a correnti elettriche circolari interne agli atomi, considerando la materia come un insieme di microscopici circuiti elettrici. Nel loro moto orbitale intorno al nucleo, gli elettroni costituiscono tante piccole correnti chiuse, ognuna delle quali caratterizzata da un momento magnetico specifico. Il momento magnetico del corpo è dato dalla somma vettoriale dei momenti associati a tutti gli elettroni atomici che esso contiene,
La spintronica intesa inizialmente come tecnologia di memorizzazione, da pochi anni a questa parte riesce a trovare nuovi spazi di ricerca nella cosiddetta spintronica organica, che punta a trovare nuove soluzioni tecnologiche anche nel campo degli OLED prevedendo, nel medio termine, un deciso aumento dell’efficienza luminosa per effetto della iniezione di portatori con spin polarizzato.
L’obiettivo è quello di sviluppare i materiali e le tecnologie per realizzare dispositivi elettronici, oltre le memorie, con proprietà notevolmente superiori a quelle basate sulla tecnologia attuale. L’utilizzo innovativo della iniezione di portatori con spin polarizzato in semiconduttori organici prevede applicazioni che interessano un settore dalle notevoli potenzialità quale quello degli schermi OLED, con la potenzialità di migliorare di un fattore fino a quattro la loro efficienza luminosa, attraverso applicazioni in dispositivi sia attivi che passivi, sviluppando l’elettronica di consumo dei telefoni cellulari, delle autoradio, degli schermi per personal computer e per televisori.
Studi di proprietà spettrali e di efficienza luminosa di OLED con uno o due elettrodi spin polarizzati nascono dall’idea di realizzare, nel settore dell’illuminotecnica, dispositivi spintronici con l’utilizzo combinato di semiconduttori organici e di materiali a magnetoresistenza colossale.
Si ricorda in conclusione che la magnetoresistenza è la proprietà di alcuni materiali di cambiare il valore della loro resistenza elettrica in presenza di un campo magnetico esterno. Questo effetto è stato scoperto da Lord Kelvin nel 1856, anche se i primi materiali studiati evidenziavano una variazione massima del 5% della resistenza elettrica. I materiali che mostrano queste variazioni sono detti a magnetoresistenza ordinaria (OMR-Ordinary MagnetoResistance), ma recenti scoperte hanno portato alla scoperta della magnetoresistenza gigante (GMR-Giant MagnetoResistance) e della magnetoresistenza colossale (CMR-Colossal MagnetoResistance), proponendo nuove aspettative di ricerca nella spintronica organica.

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