Forskere har tatt et skritt mot å lagage kraftige enheter som utnytter magnetisk ladning ved å lagage den første tredimensjonale kopien noensinne av et materiale kjent som en spinis。
自旋材料er ekstremt uvanlige siden de har såkalte defkter som opf ører seg som den ene花粉直到en磁铁。
Disse enpolmagnenetene, også kjent som磁单极器，finnes ikke i natren;når hvert magnetisk materiale kuttes i to vil det alltid skape en ny磁医疗en nord- og sydpol。
I flere tiår har forskere lett langt og bredt etbevis på naturlig forekommende磁单极器håp om å endelig gruppere de grunnleggende naturkreftene en såkalt teori om alt, og sette all fysikk under ett tak。
Imidlertid har fysikere de siste årene klart å produsere kunstige versjoner av en magnetisk monopol gjennom å lagage todimensjonale旋转ismaterialer。
直到daags dato har disse strukturene demonstrert en magnetisk monopol, men det er umulig å oppnå den samme fysikken når materialet er begrenset Til et enkelt plan。Det er faktisk den speifikke tredimensjonale geometrien til spin-is-gitteret som er nøkkelen til dets uvanlige evne til å lage små struksom etterligner磁单极器。
I en ny研究出版商I dag I Nature Communications, har et team ledet av forskere ved Cardiff University laget tidenes første 3D-replika av et spinismateriale ved å bruke en sofistikert type 3D-utskrift og prosessering。
Teamet sier在3D-utskriftsteknologien har gjort det mulig为dem å skreddersy geometrien til den kunstige spinisen, noe som betyr at de kan kontrollere måten de magnetiske monoene danes og flyttes rundt i systemene。
Å være i stand til å manipulere mini-monopolmagnetene i 3D kan åpne opp en hel rekke applikasjoner de sier, fra forbedret datalagring til opprettelsen av 3D-datanettverk som etterligner den nevrale strukturen til den menneskelige hjernen。
"我超过10 år har forskere skapt og studert kunstig spin is I to dimensoner。Ved å utvide slike systemer til tredimensoner får vi en mye mer nøyaktig representasjon av spinis monopolfysikk og er i stand till å studere virkningen av overflater, sier hovedfordr . Sam Ladak fra Cardiff大学物理与天文学院。
“Dette er første gang noen har vært i stand til å lage en eksakt 3D-replika av en spinis, etter design, på nanoskala。”
Den kunstige spinisen ble skapt ved hjelp av最先进的3D nanofabrikasjonsteknikker der bittesmå nanotråder ble stablet i fire lag i en gitterstruktur, som i seg selv målte mindre enn et menneskehårs bredde totalt sett。
En speesiell类型mikroskopi kjent som magnetisk kraftmikroskopi, som er følsom for magnetisme, ble deretter brukt til å visualisere de magnetiske ladningene som er tilstede på enheten, slik at teamet kan spore bevegelsen til de enpolede magnetene over 3D-strukturen。
“Vårt arbeid er viktig siden det viser at nanoskala 3D-utskriftsteknologier kan brukes til å etterligne materialer som vanligvis syntetiseres via kjemi，”fortsatte Ladak博士。
"Til syvende og sister kan dette arbeidet gi et middel Til å produsere nye magnetiske metamaterer, der materialegenskapene justeres ved å kontrollere 3D-geometrien Til et kunstig gitter。
"Magnetiske lagringsenheter, for eksempel en harddisk eller Magnetiske tilfeldige minneenheter, er et annet område som kan bli massivt påvirket av dette gjennombruddet。Siden nåværende enheter bare bruker to av de tre tilgjenglige dimensjonene, begrenser dette mengden informasjon som kan lagres。Siden monoene kan flyttes rundt 3D-gitteret ved hjelp av et magnetfelt, kan det være mulig å lage en ekte 3D-lagringsenhet basert på magnetisk ladning。"
Innleggstid: 28。梅2021