කුඩා චුම්බකවල අභ්යන්තර ක්රියාකාරිත්වය දෙස බැලීමට නව ක්රමයක්

NTNU හි පර්යේෂකයන් ඉතා දීප්තිමත් X-කිරණ ආධාරයෙන් චිත්රපට නිර්මාණය කිරීමෙන් කුඩා පරිමාණයෙන් චුම්භක ද්රව්ය මත ආලෝකය විහිදුවයි.

NTNU හි ඉලෙක්ට්රොනික පද්ධති දෙපාර්තමේන්තුවේ ඔක්සයිඩ් ඉලෙක්ට්රොනික සමූහයේ සම අධ්යක්ෂක Erik Folven සහ NTNU සහ බෙල්ජියමේ Ghent විශ්ව විද්යාලයේ සගයන් පිටත චුම්බක ක්ෂේත්රයකින් බාධා වූ විට තුනී පටල ක්ෂුද්ර චුම්බක වෙනස් වන ආකාරය බැලීමට පටන් ගත්හ.NTNU නැනෝ සහ නෝර්වේ පර්යේෂණ කවුන්සිලය විසින් අර්ධ වශයෙන් අරමුදල් සපයන ලද කාර්යය, භෞතික සමාලෝචන පර්යේෂණ සඟරාවේ ප්රකාශයට පත් කරන ලදී.

කුඩා චුම්බක

Einar Standal Digernes විසින් අත්හදා බැලීම් සඳහා භාවිතා කරන ලද කුඩා හතරැස් චුම්බක සොයා ගන්නා ලදී.

NTNU Ph.D විසින් නිර්මාණය කරන ලද කුඩා හතරැස් චුම්බක.අපේක්ෂක Einar Standal Digernes, යන්තම් මයික්රොමීටර දෙකක් පළල වන අතර ත්රිකෝණාකාර වසම් හතරකට බෙදා ඇත, එක් එක් චුම්බක වටා දක්ෂිණාවර්තව හෝ ප්රති-දක්ෂිණාවර්තව යොමු වන වෙනස් චුම්භක දිශානතියක් ඇත.

ඇතැම් චුම්බක ද්රව්යවල, කුඩා පරමාණු කණ්ඩායම් වසම් ලෙස හැඳින්වෙන ප්රදේශ වලට එකට බැඳී ඇති අතර, එහි සියලුම ඉලෙක්ට්රෝන එකම චුම්බක දිශානතියක් ඇත.

NTNU චුම්බක වලදී, මෙම වසම් කේන්ද්රීය ලක්ෂ්යයක - සුලිය හරය - චුම්බක මොහොත ද්රව්යයේ තලය තුළට හෝ ඉන් පිටතට කෙලින්ම යොමු වේ.

“අපිචුම්බකක්ෂේත්රයක්යොදනවිට,මෙමවසම්වැඩිවැඩියෙන් එකම දිශාවට යොමු වනු ඇත," ෆොල්වන් පවසයි."ඔවුන්ට වර්ධනය විය හැකි අතර හැකිලීමට හැකිය, පසුව ඔවුන් එකිනෙකා සමඟ ඒකාබද්ධ විය හැක."

ආලෝකයේ වේගයෙන් පාහේ ඉලෙක්ට්රෝන

මෙය සිදුවීම දැකීම පහසු නැත.පර්යේෂකයන් ඔවුන්ගේ ක්ෂුද්ර චුම්බක බර්ලිනයේ BESSY II ලෙස හඳුන්වන 80m-පළල ඩෝනට් හැඩැති සමමුහුර්තකරණයකට ගෙන ගිය අතර එහිදී ඉලෙක්ට්රෝන ආලෝකයේ වේගයෙන් ගමන් කරන තෙක් වේගවත් වේ.එම වේගයෙන් චලනය වන ඉලෙක්ට්රෝන පසුව අතිශය දීප්තිමත් X-කිරණ නිකුත් කරයි.

"අපි මෙම X-කිරණ ගෙන ඒවා අපගේ අන්වීක්ෂයේ ආලෝකය ලෙස භාවිතා කරමු" යනුවෙන් Folven පවසයි.

ඉලෙක්ට්රෝන සින්ක්රොට්රෝනය වටා ගමන් කරන්නේ නැනෝ තත්ත්පර දෙකකින් වෙන් කරන ලද පොකුරු වශයෙන් නිසා, ඒවායින් නිකුත් කරන එක්ස් කිරණ නිශ්චිත ස්පන්දනවලින් පැමිණේ.

පරිලෝකන සම්ප්රේෂණ X-ray අන්වීක්ෂයක්, හෝ STXM, එම X-කිරණ ද්රව්යයේ චුම්බක ව්යුහයේ සැණරුවක් නිර්මාණය කිරීමට ගනී.මෙම ස්නැප්ෂොට් එකට මැසීමෙන්, පර්යේෂකයන්ට අවශ්යයෙන්ම ක්ෂුද්ර චුම්බක කාලයත් සමඟ වෙනස් වන ආකාරය පෙන්වන චිත්රපටයක් නිර්මාණය කළ හැකිය.

STXM ආධාරයෙන්, Folven සහ ඔහුගේ සගයන් චුම්බක ක්ෂේත්රයක් ජනනය කරන ලද ධාරා ස්පන්දනයකින් ඔවුන්ගේ ක්ෂුද්ර චුම්බක වලට බාධා කළ අතර වසම් වල හැඩය වෙනස් වන අතර සුළි හරය මධ්යයේ සිට චලනය වන අයුරු දුටුවේය.

"ඔබට ඉතා කුඩා චුම්බකයක් ඇත, පසුව ඔබ එය සිදුරු කර එය නැවත පදිංචි වන විට එය නිරූපණය කිරීමට උත්සාහ කරන්න," ඔහු පවසයි.ඉන්පසුව, හරය මැදට ආපසු යන බව ඔවුහු දුටුවෝය - නමුත් සරල රේඛාවක් නොව වංගු සහිත මාර්ගයක් ඔස්සේය.

"එය මධ්යයට ආපසු නටනු ඇත," ෆොල්වන් පවසයි.

එක ස්ලිප් එකක් ගිහින් ඉවරයි

එයට හේතුව ඔවුන් ද්රව්යයේ ගුණාංග වෙනස් කිරීමට පර්යේෂකයන්ට ඉඩ සලසන උපස්ථරයක් මත නිර්මාණය කර ඇති නමුත් STXM එකක X-කිරණ අවහිර කරනු ලබන epitaxial ද්රව්ය අධ්යයනය කරන බැවිනි.

NTNU NanoLab හි වැඩ කරමින්, පර්යේෂකයන් උපස්ථර ගැටළුව විසඳා ඇත්තේ එහි චුම්බක ගුණ ආරක්ෂා කිරීම සඳහා කාබන් තට්ටුවක් යට ඔවුන්ගේ ක්ෂුද්ර චුම්බක වළලමිනි.

ඉන්පසු ඔවුන් ඉතා තුනී ස්ථරයක් පමණක් ඉතිරි වන තෙක් නාභිගත ගැලියම් අයන කදම්භයකින් යටින් ඇති උපස්ථරය ප්රවේශමෙන් හා නිවැරදිව කපා දැමුවා.වෙහෙසකර ක්රියාවලියට නියැදියකට පැය අටක් ගත විය හැකි අතර එක් ලිස්සා යාමක් ව්යසනයක් විය හැකිය.

"විවේචනාත්මක දෙය නම්, ඔබ චුම්භකත්වය මරා දැමුවහොත්, අපි බර්ලිනයේ වාඩි වීමට පෙර අපි එය නොදනිමු," ඔහු පවසයි."උපක්රමය නම්, ඇත්ත වශයෙන්ම, සාම්පල එකකට වඩා ගෙන ඒමයි."

මූලික භෞතික විද්යාවේ සිට අනාගත උපාංග දක්වා

ස්තුතිවන්ත විය යුත්තේ එය ක්රියාත්මක වූ අතර, කාලයත් සමඟ ක්ෂුද්ර චුම්බකයේ වසම් වර්ධනය වන සහ හැකිලෙන ආකාරය ප්රස්ථාර කිරීමට කණ්ඩායම ඔවුන්ගේ ප්රවේශමෙන් සකස් කළ සාම්පල භාවිතා කළේය.ඔවුන් ක්රියාත්මක වන බලවේග මොනවාද යන්න වඩාත් හොඳින් අවබෝධ කර ගැනීම සඳහා පරිගණක සමාකරණ ද නිර්මාණය කළහ.

මූලික භෞතික විද්යාව පිළිබඳ අපගේ දැනුම දියුණු කිරීම මෙන්ම, මෙම දිග සහ කාල පරිමාණයන්හිදී චුම්භකත්වය ක්රියා කරන ආකාරය අවබෝධ කර ගැනීම අනාගත උපාංග නිර්මාණය කිරීමට උපකාරී වේ.

චුම්බකත්වය දැනටමත් දත්ත ගබඩා කිරීම සඳහා භාවිතා කර ඇත, නමුත් පර්යේෂකයන් දැනට එය තවදුරටත් සූරාකෑමට ක්රම සොයමින් සිටිති.උදාහරණයක් ලෙස මයික්රොමැග්නට් එකක සුලිය හරයේ සහ වසම්වල චුම්බක දිශානතිය සමහර විට 0s සහ 1s ආකාරයෙන් තොරතුරු කේතනය කිරීමට භාවිතා කළ හැක.

පර්යේෂකයන් දැන් මෙම කාර්යය ප්රති-ෆෙරෝ චුම්භක ද්රව්ය සමඟ පුනරුච්චාරණය කිරීමට ඉලක්ක කරයි, එහිදී තනි චුම්භක අවස්ථාවන්හි ශුද්ධ බලපෑම අවලංගු වේ.පරිගණනය සම්බන්ධයෙන් ගත් කල, මේවා පොරොන්දු වේ - න්යායාත්මකව, කුඩා ශක්තියක් අවශ්ය වන සහ බලය නැති වූ විට පවා ස්ථායීව පවතින උපාංග සෑදීමට ප්රති-ෆෙරෝ චුම්භක ද්රව්ය භාවිතා කළ හැකිය - නමුත් ඒවා නිපදවන සංඥා බෙහෙවින් දුර්වල වන බැවින් විමර්ශනය කිරීම බොහෝ උපක්රමශීලී ය. .

එම අභියෝගය නොතකා Folven ශුභවාදී ය."අපට සාම්පල සාදා ඒවා X-කිරණ මගින් බැලීමට හැකි බව පෙන්වීමෙන් අපි පළමු භූමිය ආවරණය කර ඇත," ඔහු පවසයි."ඊළඟ පියවර වනුයේ ප්රති-ෆෙරෝ චුම්භක ද්රව්යයකින් ප්රමාණවත් සංඥා ලබා ගැනීමට ප්රමාණවත් තරම් උසස් තත්ත්වයේ සාම්පල සෑදිය හැකිද යන්නයි."