Spintronica: il Politecnico di Bari nello sviluppo di un nuovo sensore wireless ultrasensibile

Pacemaker e sensori senza batterie completamente integrati nei microchip: è questo lo scenario tecnologico reso possibile dalla spintronica, la branca dell'elettronica che sfrutta non solo la carica dell'elettrone ma anche il suo "spin", una proprietà magnetica che consente di realizzare dispositivi più piccoli, più efficienti e a bassissimo consumo energetico.

In questa direzione si inserisce il risultato pubblicato su Nature Nanotechnology, frutto della collaborazione internazionale che vede coinvolto il gruppo di ricerca "PETASPIN", composto da ricercatori del Politecnico di Bari e dell'Università di Messina, con il Suzhou Institute of Nano-tech and Nano-bionics (SINANO) in Cina ed il KAUST in Arabia Saudita.

Tra gli autori figurano infatti, i prof. Mario Carpentieri e Riccardo Tomasello del Politecnico di Bari, insieme al prof. Giovanni Finocchio dell'Università di Messina, che hanno avuto un ruolo centrale nella progettazione e sviluppo del dispositivo. Il prof. Carpentieri, ordinario di elettrotecnica, è Prorettore alla ricerca. Il prof. Tomasello è associato dello stesso ramo scientifico.

Il team ha realizzato un rivelatore di microonde grande meno di mezzo millimetro quadrato, pienamente compatibile con la tecnologia CMOS. Tale tecnologia è utilizzata nell'industria dei microprocessori. Il dispositivo integra in un'unica architettura un'antenna magnetoelettrica e una giunzione tunnel magnetica (MTJ), elemento chiave della spintronica già impiegato nelle memorie magnetiche di nuova generazione.

L'integrazione elimina la necessità di antenne esterne ingombranti, superando uno dei principali limiti alla miniaturizzazione dei rivelatori a microonde. Il risultato è un sensore wireless ultrasensibile, con una sensibilità superiore a 90.000 volt per watt e capace di rilevare segnali nell'ordine dei nanowatt. Inoltre, integrando più giunzioni magnetiche sullo stesso dispositivo, la sensibilità può superare i 400.000 volt per watt senza aumentare significativamente le dimensioni.

La piena compatibilità con la tecnologia CMOS rappresenta un elemento decisivo per il futuro trasferimento su scala produttiva, rendendo possibile l'integrazione diretta nei chip senza modificare i processi industriali esistenti.

Il risultato consolida il ruolo del Politecnico di Bari e dell'Università di Messina nella ricerca avanzata in ambito spintronico e magnetoelettrico, valorizzando il contributo del sistema universitario italiano all'innovazione scientifica in un contesto di collaborazione internazionale di alto profilo.