ASCOLTA I NOSTRI PODCAST SU SPOTIFY
I ricercatori dell’EPFL hanno scoperto che il biossido di vanadio (VO2), un composto utilizzato in elettronica, è in grado di “ricordare” l’intera storia di precedenti stimoli esterni.
Questo è il primo materiale ad essere identificato in possesso di questa proprietà, anche se potrebbero essercene altri.
Mohammad Samizadeh Nikoo, uno studente di dottorato presso il Power and Wide-band-gap Electronics Research Laboratory (POWERlab) dell’EPFL, ha fatto una scoperta casuale durante la sua ricerca sulle transizioni di fase nel biossido di vanadio (VO2).
VO2 ha una fase isolante quando rilassato a temperatura ambiente e subisce una transizione rapida isolante-metallo a 68 °C, dove cambia la sua struttura reticolare. Classicamente, VO2 mostra una memoria volatile: “il materiale ritorna allo stato isolante subito dopo aver rimosso l’eccitazione”, afferma Samizadeh Nikoo.
Per la sua tesi, ha deciso di scoprire quanto tempo ci vuole per VO2 per passare da uno stato all’altro. Ma la sua ricerca lo ha portato su una strada diversa: dopo aver preso centinaia di misurazioni, ha osservato un effetto di memoria nella struttura del materiale.
Nei suoi esperimenti, Samizadeh Nikoo ha applicato una corrente elettrica a un campione di VO2. Quando la corrente ha riscaldato il campione, il VO2 ha cambiato stato. E una volta tolta, il materiale è tornato al suo stato iniziale.
Samizadeh Nikoo ha quindi applicato un secondo impulso di corrente al materiale e ha visto che il tempo necessario per cambiare stato era direttamente collegato alla storia del materiale.
“Il VO2 sembrava ‘ricordare’ la prima fase di transizione e anticipare la successiva”, spiega il Prof. Elison Matioli, che dirige il POWERlab. “Non ci aspettavamo di vedere questo tipo di effetto memoria, e non ha nulla a che fare con gli stati elettronici, ma piuttosto con la struttura fisica del materiale. È una scoperta nuova: nessun altro materiale si comporta in questo modo”.
I ricercatori hanno continuato a scoprire che VO2 è in grado di ricordare il suo stimolo esterno più recente per un massimo di tre ore. “L’effetto memoria potrebbe infatti persistere per diversi giorni, ma al momento non abbiamo gli strumenti necessari per misurarlo”, afferma Matioli.
La scoperta del team di ricerca è importante perché l’effetto memoria che hanno osservato è una proprietà innata del materiale stesso. Inoltre, la sua memoria continua e strutturale lo distingue dai materiali convenzionali che memorizzano i dati come informazioni binarie dipendenti dalla manipolazione degli stati elettronici.
I ricercatori hanno confermato i loro risultati applicando il nuovo metodo a diversi materiali in altri laboratori in tutto il mondo. Questa scoperta replica bene ciò che accade nel cervello, perché il VO2 agisce come un interruttore proprio come i neuroni.
Crediti: POWERlab / 2022 EPFL
