Un gruppo di ricerca dell'Istituto di nanoscienze del Cnr di Pisa, in collaborazione con ricercatori della Aalto university di Helsinki (Finlandia), ha sviluppato un innovativo sensore 'quantistico' per la rivelazione di deboli campi magnetici. Un dispositivo in grado di rivelare straordinarie funzionalità per la realizzazione di strumentazione innovativa nei settori dell'elettronica avanzata biomedicale.
In particolare, in tutti quei sistemi in cui la misura del campo magnetico associato all'attività bioelettrica degli esseri viventi consente di 'mappare' il funzionamento di organi quali il cuore (magnetocardiografia) o il cervello (magnetoencefalografia).
Il nuovo dispositivo, denominato 'Squipt' (Superconducting quantum interference proximity transistor), sfrutta le leggi delle meccanica quantistica, in particolare del fenomeno detto 'effetto di prossimità', secondo il quale, in presenza di campi magnetici generati da un superconduttore, un materiale vicino tende ad acquisire proprietà elettroniche. Il cuore del rivelatore è costituito da un anello superconduttivo di alluminio, una cui parte è sostituita da una porzione di metallo non superconduttivo (rame-Cu) che, grazie al buon contatto elettrico con l'anello, diventa 'prossimizzato', acquisisce cioè proprietà elettroniche simili a quelle di un debole superconduttore.
"Il dispositivo trae beneficio da una dissipazione estremamente ridotta unita a una notevole semplicità di misura: l'esperimento è infatti stato condotto a temperature comprese tra circa 50 mK fino a qualche centinaio di mK", afferma il ricercatore Francesco Giazotto, tra i firmatari della pubblicazione relativa allo studio apparsa su 'Nature Phyics'. "Tuttavia, l'utilizzo di superconduttori diversi dall'alluminio consentirebbe di realizzare rivelatori anche a temperature molto più basse, rendendo così i dispositivi utilizzabili in numerose applicazioni".
Sebbene possa essere ulteriormente migliorato in termini di sensibilità, rumore e dissipazione, lo 'Squipt' messo a punto nei laboratori Nest dell'Istituto di Nanoscienze dimostra di poter essere utilizzato come magnetometro - o detector di flusso magnetico - ideale sotto molto punti di vista, ad esempio per applicazioni in neurobiologia e per la rivelazione di spin in molecole e nanostrutture magnetiche con buone caratteristiche di sensibilità.
Fonte: Francesco Giazotto, Istituto di nanoscienze (sede di Pisa), tel. 050/509413, email f.giazotto@sns.it
