Ix-xjentisti ħadu pass lejn il-ħolqien ta 'apparati b'saħħithom li jisfruttaw iċ-ċarġ manjetiku billi ħolqu l-ewwel replika tridimensjonali ta' materjal magħruf bħala spin-ice.
Il-materjali tas-silġ spin huma estremament mhux tas-soltu peress li għandhom l-hekk imsejħa difetti li jġibu ruħhom bħala l-arblu wieħed ta 'kalamita.
Dawn il-kalamiti ta 'arblu wieħed, magħrufa wkoll bħala monopoli manjetiċi, ma jeżistux fin-natura;meta kull materjal manjetiku jinqata 'fi tnejn dejjem se joħloq kalamita ġdida b'arblu tat-tramuntana u tan-nofsinhar.
Għal għexieren ta 'snin ix-xjentisti ilhom ifittxu evidenza ta' monopoli manjetiċi li jseħħu b'mod naturali bit-tama li fl-aħħar jiġbru l-forzi fundamentali tan-natura f'hekk imsejħa teorija ta 'kollox, li jpoġġu l-fiżika kollha taħt saqaf wieħed.
Madankollu, f'dawn l-aħħar snin il-fiżiċi rnexxielhom jipproduċu verżjonijiet artifiċjali ta 'monopolu manjetiku permezz tal-ħolqien ta' materjali spin-ice bidimensjonali.
Sal-lum dawn l-istrutturi wrew b'suċċess monopol manjetiku, iżda huwa impossibbli li tinkiseb l-istess fiżika meta l-materjal ikun limitat għal pjan wieħed.Tabilħaqq, hija l-ġeometrija tridimensjonali speċifika tal-kannizzata spin-ice li hija essenzjali għall-kapaċità mhux tas-soltu tagħha li toħloq strutturi ċkejkna li jimitaw monopoli manjetiċi.
Fi studju ġdid ippubblikat illum f’Nature Communications, tim immexxi minn xjenzati fl-Università ta’ Cardiff ħolqu l-ewwel replika 3D ta’ materjal spin-ice li qatt juża tip sofistikat ta’ stampar u pproċessar 3D.
It-tim jgħid li t-teknoloġija tal-istampar 3D ppermettiethom ifasslu l-ġeometrija tal-spin-ice artifiċjali, li jfisser li jistgħu jikkontrollaw il-mod kif il-monopoli manjetiċi huma ffurmati u mċaqalqa fis-sistemi.
Li tkun kapaċi timmanipula l-kalamiti mini monopoli fit-3D tista 'tiftaħ għadd sħiħ ta' applikazzjonijiet jgħidu, minn ħażna mtejba tal-kompjuter għall-ħolqien ta 'netwerks tal-kompjuters 3D li jimitaw l-istruttura newrali tal-moħħ tal-bniedem.
“Għ艾尔兹明尼苏达州10 snin ix-xjentisti ilhom乔ħolqu u jistudjaw spin-ice artifiċjali f’żewġ dimensjonijiet.Billi testendi dawn is-sistemi għal tliet dimensjonijiet niksbu rappreżentazzjoni ferm aktar preċiża tal-fiżika tal-monopolju spin-ice u kapaċi nistudjaw l-impatt tal-uċuħ,” qal l-awtur ewlieni Dr Sam Ladak mill-Iskola tal-Fiżika u l-Astronomija tal-Università ta’ Cardiff.
"Din hija l-ewwel darba li xi ħadd seta' joħloq replika eżatta 3D ta' spin-ice, bid-disinn, fuq in-nanoskala."
Il-spin-silġ artifiċjali nħoloq bl-użu ta 'tekniki ta' nanofabbrikazzjoni 3D ta 'l-aktar avvanzata li fihom nanowires ċkejkna ġew f'munzelli f'erba' saffi fi struttura ta 'kannizzata, li hija stess kejlet inqas minn wisa' ta 'xagħar uman b'mod ġenerali.
Tip speċjali ta 'mikroskopija magħrufa bħala mikroskopija tal-forza manjetika, li hija sensittiva għall-manjetiżmu, imbagħad intuża biex jivviżwalizza l-piżijiet manjetiċi preżenti fuq l-apparat, li jippermetti lit-tim isegwi l-moviment tal-kalamiti b'arblu wieħed madwar l-istruttura 3D.
"Ix-xogħol tagħna huwa importanti peress li juri li t-teknoloġiji tal-istampar 3D fuq skala nanoskala jistgħu jintużaw biex jimitaw materjali li normalment huma sintetizzati permezz tal-kimika," kompla Dr Ladak.
“Fl-aħħar mill-aħħar, dan ix-xogħol jista 'jipprovdi mezz biex jiġu prodotti metamaterjali manjetiċi ġodda, fejn il-proprjetajiet tal-materjal jiġu rranġati billi tiġi kkontrollata l-ġeometrija 3D ta' kannizzata artifiċjali.
“L-apparati għall-ħażna manjetika, bħal hard disk drive jew apparat manjetiku tal-memorja b’aċċess każwali, huwa qasam ieħor li jista’ jiġi affettwat bil-kbir minn dan l-avvanz.Peress li l-apparati attwali jużaw biss tnejn mit-tliet dimensjonijiet disponibbli, dan jillimita l-ammont ta 'informazzjoni li tista' tiġi maħżuna.Peress li l-monopoli jistgħu jiġu mċaqalqa madwar il-kannizzata 3D bl-użu ta 'kamp manjetiku, jista' jkun possibbli li jinħoloq apparat ta 'ħażna 3D veru bbażat fuq ċarġ manjetiku."
Ħin tal-post: Mejju-28-2021