Gli hard disk del futuro: la riscoperta della ferroelettricità

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La digitalizzazione informatica continua a fare passi da gigante con lo scopo, in un futuro non troppo lontano, di incamerare quante più informazioni possibili (dati) sui cosiddetti “dischi rigidi”, che noi conosciamo con il nome di hard disk. Ebbene, nel 1935 lo studioso Franz Preisach aveva ipotizzato la presenza degli isterioni, particelle alla base dei principi della ferroelettricità. A distanza di 80 anni, alcuni ricercatori dell’università svedese di Linkoping hanno pubblicato sulla rivista Nature Communications un articolo sulla possibilità di utilizzare gli isterioni per potenziare gli hard disk e migliorare le prestazioni dei computer del futur

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La ricerca è stata un’opportunità per studiare ulteriormente queste particelle e soprattutto di rivalutare il concetto di ferroelettricità, leggermente diverso dal ferromagnetismo. Infatti, mentre in quest’ultimo caso gli elettroni vestono la funzione di magneti, con dei poli di attrazione, nel primo caso ci sono due poli che contengono elettricità: uno negativo e l’altro positivo. Questi, disposti in maniera casuale in assenza di un campo elettrico, si allineano quando ne ricevono uno abbastanza forte. La novità, però, è che un materiale ferroelettrico rimane costantemente polarizzato, anche in assenza di un campo magnetico. In questo caso si ha anche in ciclo di isteresi, ossia la caratteristica di un sistema particellare di reagire in ritardo alle sollecitazioni applicate, in dipendenza dello stato precedente. Per cambiare la direzione della popolarizzazione bisogna fare pressione con l’elettricità sul campo opposto.

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Le singolari caratteristiche della ferroelettrica hanno stupito gli stessi ricercatori, che si sono chiesti se essa non possa avere anche un ruolo rilevante per migliorare le memorie dei computer, rendendole ulteriormente flessibili, oltre ad aumentarne la capienza di dati. I calcoli di Preisach potrebbero quindi rivelarsi decisivi per una vera e propria innovazione scientifica senza precedenti. Lo studio degli isterioni nei materiali ferroelettrici e i loro diverso allineamento potrebbe essere una variabile da prendere in considerazione. Gli stessi studiosi coinvolti in questa recente scoperta ammettono che prima d’ora nessuno era mai riuscito a verificare le ipotesi calcolate da Preisach, ma grazie all’analisi dei materiali, realizzata con avanzati microscopi, oggi è possibile individuare la collocazione delle particelle all’interno degli atomi e soprattutto osservarne gli spostamenti o reazioni dopo aver subito degli impulsi elettrici dall’esterno. Questo potrebbe permettere anche di manipolare materiali ferroelettrici e migliorare le prestazioni fotovoltaiche delle singole particelle esposte all’energia elettrica.

Francesco Ambrosio

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