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Le celle solari che fanno girare 'testa' agli elettroni

Sviluppate da Politecnico di Milano e Cnr

24 giugno, 18:50
Le nuove celle fotovoltaiche sono in grado di separare le cariche in base alla configurazione del loro spin (fonte: Politecnico di Milano) Le nuove celle fotovoltaiche sono in grado di separare le cariche in base alla configurazione del loro spin (fonte: Politecnico di Milano)

Fanno letteralmente 'girare la testa' agli elettroni, le celle fotovoltaiche del futuro: le hanno sviluppate i ricercatori del dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano in collaborazione con l'Istituto di fotonica e nanotecnologie del Consiglio nazionale delle Ricerche (Cnr), che pubblicano i risultati dei loro studi su Nature Materials.

Queste celle fotovoltaiche del futuro non manipolano la carica elettrica degli elettroni, come avviene nei tradizionali circuiti elettronici, ma un'ulteriore proprietà fondamentale ad essi conferita dalla fisica quantistica: lo spin. Questa caratteristica prevede che un elettrone si comporti come un minuscolo ago magnetico, che può avere due diverse configurazioni: quella in cui il 'polo Nord' punta verso l'alto è chiamata 'spin-up', mentre nel caso contrario è detta 'spin-down'.

A differenza di una comune cella fotovoltaica, che usa la luce per separare le cariche positive e negative all'interno di materiali semiconduttori (come silicio e germanio) e produrre correnti elettriche, la cella fotovoltaica di spin è in grado di separare le cariche unicamente in base alla configurazione del loro spin (up o down).
Grazie a questa generazione di spin sarà possibile alimentare nuovi dispositivi nei quali verranno sfruttate sia le proprietà elettroniche sia le proprietà magnetiche delle singole cariche e che saranno quindi capaci di svolgere molte più funzioni degli odierni transistor.

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