Tá taighdeoirí ó NTNU ag caitheamh solais ar ábhair mhaighnéadacha ar scálaí beaga trí scannáin a chruthú le cabhair ó roinnt X-ghathanna atá thar a bheith geal.
D'fhéach Erik Folven, comhstiúrthóir an ghrúpa leictreonaice ocsaíd ag Roinn na gCóras Leictreonach de chuid NTNU, agus comhghleacaithe ó NTNU agus Ollscoil Ghent sa Bheilg féachaint conas a athraíonn micri-mhaighnéid scannán tanaí nuair a bhíonn réimse maighnéadach lasmuigh suaite orthu.Foilsíodh an saothar, atá maoinithe i bpáirt ag NTNU Nano agus ag Comhairle Taighde na hIorua, san iris Physical Review Research.
Maighnéid beag bídeach
Einar Standal Digernes a chum na maighnéid chearnacha bídeacha a úsáideadh sna turgnaimh.
Na maighneid chearnacha bideacha cruthaithe ag NTNU Ph.D.an t-iarrthóir Einar Standal Digernes, níl iontu ach dhá mhicriméadar ar leithead agus iad roinnte i gceithre fhearann triantánacha, agus treoshuíomh maighnéadach difriúil ag gach ceann acu ag díriú ar deiseal nó ar tuathal timpeall na maighnéid.
In ábhair mhaighnéadacha áirithe, bannaíonn grúpaí níos lú adamh le chéile i réimsí ar a dtugtar fearainn, ina bhfuil an treoshuíomh maighnéadach céanna ag na leictreoin go léir.
Sna maighnéid NTNU, tagann na fearainn seo le chéile ag pointe lárnach - croí an vortex - áit a ndírítear an mhóimint mhaighnéadach go díreach isteach nó amach as plána an ábhair.
“Nuair a chuirimid réimse maighnéadach i bhfeidhm, díreoidh níos mó agus níos mó de na fearainn seo sa treo céanna,” a deir Folven."Is féidir leo fás agus crapadh, agus ansin is féidir leo a chumasc lena chéile."
Leictreoin beagnach ag luas an tsolais
Níl sé éasca é seo a fheiceáil.Thóg na taighdeoirí a gcuid micromagnets chuig sioncrótón cruth donut 80m ar leithead, ar a dtugtar BESSY II, i mBeirlín, áit a luathaítear leictreoin go dtí go bhfuil siad ag taisteal ar luas an tsolais beagnach.Ansin scaoileann na leictreoin sin atá ag gluaiseacht go tapa X-ghathanna thar a bheith geal.
“Glacaimid na X-ghathanna seo agus úsáidimid iad mar an solas inár micreascóp,” a deir Folven.
Toisc go dtaistealaíonn leictreoin timpeall an tsioncrótrón i mbuinsí atá scartha óna chéile ag dhá nanascoicindí, tagann na X-ghathanna a astaíonn siad i mbeirteanna beachta.
Glactar leis na X-ghathanna sin le micreascóp tarchurtha scanadh, nó STXM, chun léargas a chruthú ar struchtúr maighnéadach an ábhair.Trí na pictiúir seo a fhuáil le chéile, is féidir leis na taighdeoirí go bunúsach scannán a chruthú a thaispeánann an chaoi a n-athraíonn an micri-mhaighnéad le himeacht ama.
Le cabhair ón STXM, chuir Folven agus a chomhghleacaithe isteach ar a gcuid micrimaighnéid le buille srutha a ghin réimse maighnéadach, agus chonaic siad na fearainn ag athrú cruth agus ag bogadh croí an vortex ón lár.
“Tá maighnéad an-bheag agat, agus ansin déanann tú é a mhúscailt agus iarracht a dhéanamh é a íomháú agus é ag socrú arís,” a deir sé.Ina dhiaidh sin, chonaic siad an croí ag filleadh ar ais go dtí an lár - ach feadh cosán tochrais, ní líne dhíreach.
“Déanfaidh sé rince de chineál ar ais go dtí an t-ionad,” a deir Folven.
Duillín amháin agus tá deireadh leis
Sin toisc go ndéanann siad staidéar ar ábhair epitaxial, a chruthaítear ar bharr substráit a ligeann do thaighdeoirí airíonna an ábhair a athrú, ach a chuirfeadh bac ar X-ghathanna i STXM.
Ag obair i NTNU NanoLab, réitigh na taighdeoirí fadhb an tsubstráit trína micromagnet a adhlacadh faoi shraith carbóin chun a chuid maoine maighnéadacha a chosaint.
Ansin sceal siad go cúramach agus go beacht an tsubstráit thíos le léas fócasaithe d'ian ghailliam go dtí nach raibh ach sraith an-tanaí fágtha.D'fhéadfadh go dtógfadh an próiseas cúramach ocht n-uaire an chloig in aghaidh an tsampla - agus d'fhéadfadh titim amach amháin tubaiste a tharlú.
“Is é an rud ríthábhachtach, má mharaíonn tú an maighnéadas, ní bheidh a fhios againn sin sula suífimid i mBeirlín,” a deir sé.“Is é an cleas, ar ndóigh, ná níos mó ná sampla amháin a thabhairt.”
Ó fhisic bhunúsach go feistí sa todhchaí
Ar an dea-uair d’oibrigh sé, agus d’úsáid an fhoireann na samplaí a d’ullmhaigh siad go cúramach chun conas a fhásann agus a chrapadh fearainn an mhicrimhaighnéad le himeacht ama a rianú.Chruthaigh siad insamhaltaí ríomhaireachta freisin chun tuiscint níos fearr a fháil ar na fórsaí a bhí ag obair.
Chomh maith lenár n-eolas ar an bhfisic bhunúsach a chur chun cinn, d’fhéadfadh tuiscint a fháil ar an gcaoi a n-oibríonn maighnéadas ag na scálaí fada agus ama seo a bheith ina chuidiú chun gléasanna a chruthú amach anseo.
Úsáidtear maighnéadas cheana féin le haghaidh stórála sonraí, ach tá taighdeoirí ag lorg bealaí le tuilleadh leas a bhaint as.D’fhéadfaí treoshuímh mhaighnéadacha chroí an vortex agus fearainn mhicrimhaighnéad, mar shampla, a úsáid chun faisnéis a ionchódú i bhfoirm 0s agus 1s.
Tá sé mar aidhm ag na taighdeoirí anois an obair seo a dhéanamh arís le hábhair fhrith-fheirromagnetic, áit a gcealaítear glanéifeacht na móimintí maighnéadacha aonair.Tá siad seo geallta maidir leis an ríomhaireacht—go teoiriciúil, d’fhéadfaí ábhair fhrith-fhearromagnetic a úsáid chun gléasanna a dhéanamh nach dteastaíonn mórán fuinnimh uathu agus a fhanann cobhsaí fiú nuair a chailltear cumhacht—ach i bhfad níos deacra imscrúdú a dhéanamh mar go mbeidh na comharthaí a tháirgeann siad i bhfad níos laige. .
In ainneoin an dúshláin sin, tá Folven dóchasach.“Chlúdaithe againn an chéad talamh ag taispeáint gur féidir linn samplaí a dhéanamh agus breathnú tríd iad le X-ghathanna,” a deir sé.“Is é an chéad chéim eile ná féachaint an féidir linn samplaí de cháilíocht ard go leor a dhéanamh chun go leor comhartha a fháil ó ábhar frith-fhearromagnetic.”
Am postála: Bealtaine-10-2021