과학자들은스핀얼음으로알려진물질의최초3차의원복제물을만들어자기전하를이용하는강력한장치를만들기위한한걸음을내디뎠습니다。
스핀아이스물질은자석의단일극으로작용하는소위결함을가지고있기때문에매우이례적입니다。
자기모노폴이라고도하는이러한단극자석은자연에존재하지않습니다。모든자성물질이두개로절단되면항상북극과남극이있는새로운자석이생성됩니다。
수십년동안과학자들은자연의기본힘을이른바만물의이론으로그룹화하여모든물리학을한지붕아래에두려는희망에서자연적으로발생하는자기모노폴의증거를광범위하고광범위하게조사해왔습니다。
그러나최근몇년동안물리학자들은2차원스핀——얼음물질의생성을통해자기모노폴의인공버전을만들어냈습니다。
현재까지이러한구조는자기모노폴을성공적으로입증했지만,재료가단일평면에국한될때동일한물리학을얻는것은불가능합니다。실제로,자기모노폴을모방하는작은구조를생성하는특이한능력의핵심은스핀——얼음격자의특3차정원기하학입니다。
오늘네이처커뮤니케이션즈(自然通讯)에발표된새로운연구에서카디프대학의과학자들이이끄는팀은정교한유형의3 d인쇄및처리를사용하여최초의스핀얼음물질의복3 d제물을만들었습니다。
팀은3 d프린팅기술을통해인공스핀얼음의기하학적구조를조정할수있게되었으며,이는시스템에서자기모노폴이형성되고이동하는방식을제어할수있음을의미합니다。
3 d에서미니모노폴자석을조작할수있다는것은향상된컴퓨터저장장치에서인간두뇌의신경구조를모방한3 d컴퓨팅네트워크생성에이르기까지모든응용프로그램을열수있다고말합니다。
10년넘게과학자들은2차원에서공스핀아이스를만들고연구해왔습니다。이러한시스템을3차원으로확장함으로써우리는스핀——얼음단극물리학을훨씬더정확하게표현하고표면의영향을연구할수있습니다。
“설계에따라나노규모로스핀얼음의정확3 d한복제본을만들수있었던것은이번이처음입니다。”
인공스핀-아이스는전체인간머리카락너비보다작은격자구조에서작은나노와이어를4개의층으로적층하는최첨단3 d나노제조기술을사용하여만들어졌습니다。
자기력에민감한자기력현미경으로알려진특수한유형의현미경을사용하여장치에존재하는자기전하를시각화하여팀이3 d구조에서단극자석의움직임을추적할수있었습니다。
”Ladak박사는나노스케일3 d프린팅기술이일반적으로화학을통해합성되는물질을모방하는데사용될수있음을보여주기때문에우리의작업은중요합니다。
“궁극적으로,이작업은인공격자의3 d기하학을제어하여재료특성이조정되는새로운자기메타물질을생산하는수단을제공할수있습니다。
“하드디스크드라이브또는자기랜덤액세스메모리장치와같은자기저장장치는이혁신으로인해크게영향을받을수있는또다른영역입니다。현재장치는사용가능한세가지차원중두가지만사용하므로저장할수있는정보의양이제한됩니다。모노폴은자기장을사용하여3 d격자주위로이동할수있기때문에자기전하를기반으로하는진정한3 d저장장치를만드는것이가능할수있습니다。”
게시시간:2021년5월28일