የትናንሽ ማግኔቶችን ውስጣዊ አሠራር ለመመልከት አዲስ መንገድ

የ NTNU ተመራማሪዎች በአንዳንድ እጅግ በጣም ደማቅ ኤክስ ሬይዎች በመታገዝ ፊልሞችን በመፍጠር በማግኔት ቁሶች ላይ በትንንሽ ሚዛኖች ላይ ብርሃን እያበሩ ነው።

በኤንቲኤንዩ የኤሌክትሮኒክስ ሲስተምስ ዲፓርትመንት የኦክሳይድ ኤሌክትሮኒክስ ቡድን ተባባሪ ዳይሬክተር ኤሪክ ፎልቨን እና የቤልጂየም የኤንቲኤንዩ እና የጌንት ዩኒቨርሲቲ ባልደረቦች ስስ ፊልም ማይክሮማግኔቶች በውጭ መግነጢሳዊ መስክ ሲታወክ እንዴት እንደሚለወጡ ለማየት አቅደዋል።ሥራው በከፊል በኤንቲኤንዩ ናኖ እና በኖርዌይ የምርምር ካውንስል የተደገፈ በፊዚካል ክለሳ ምርምር መጽሔት ላይ ታትሟል።

ጥቃቅን ማግኔቶች

Einar Standal Digernes በሙከራዎቹ ውስጥ ጥቅም ላይ የዋሉ ጥቃቅን ካሬ ማግኔቶችን ፈለሰፈ።

በ NTNU Ph.D የተፈጠሩ ጥቃቅን ካሬ ማግኔቶች.እጩ Einar Standal Digernes፣ ስፋታቸው ሁለት ማይክሮሜትሮች ብቻ ናቸው እና ወደ አራት ባለ ሦስት ማዕዘን ጎራዎች የተከፋፈሉ ሲሆን እያንዳንዳቸው የተለያዩ መግነጢሳዊ አቅጣጫዎች በሰዓት አቅጣጫ ወይም በማግኔት ዙሪያ በተቃራኒ ሰዓት አቅጣጫ የሚጠቁሙ ናቸው።

በተወሰኑ መግነጢሳዊ ቁሶች ውስጥ፣ ትናንሽ የአተሞች ቡድኖች ጎራዎች በሚባሉት አካባቢዎች ይጣመራሉ፣ በዚህ ውስጥ ሁሉም ኤሌክትሮኖች ተመሳሳይ መግነጢሳዊ አቅጣጫ አላቸው።

በኤንቲኤንዩ ማግኔቶች ውስጥ፣ እነዚህ ጎራዎች የሚገናኙት በማዕከላዊ ነጥብ - vortex ኮር - መግነጢሳዊው ጊዜ በቀጥታ ወደ ቁሳቁስ አውሮፕላን ውስጥ ወይም ወደ ውጭ የሚያመለክት ነው።

ፎልቨን "መግነጢሳዊ መስክን ስንጠቀም, እነዚህ ተጨማሪ እና ተጨማሪ ጎራዎች ወደ አንድ አቅጣጫ ያመለክታሉ" ይላል."ሊያድጉ እና ሊቀንሱ ይችላሉ እና ከዚያም እርስ በርስ ሊዋሃዱ ይችላሉ."

ኤሌክትሮኖች በብርሃን ፍጥነት ማለት ይቻላል

ይህ ሲከሰት ማየት ቀላል አይደለም።ተመራማሪዎቹ ማይክሮማግኔቶቻቸውን ወደ 80 ሜትር ስፋት ያለው የዶናት ቅርጽ ያለው ሲንክሮሮን በርሊን ውስጥ BESSY II በመባል የሚታወቅ ሲሆን ኤሌክትሮኖች በብርሃን ፍጥነት እስኪጓዙ ድረስ ይጣደፋሉ።እነዚያ በፍጥነት የሚንቀሳቀሱ ኤሌክትሮኖች እጅግ በጣም ብሩህ የሆነ ኤክስሬይ ያመነጫሉ።

ፎልቨን "እነዚህን ኤክስሬይ ወስደን በአጉሊ መነጽር እንደ ብርሃን እንጠቀማቸዋለን" ብሏል።

ኤሌክትሮኖች በሲንክሮትሮን ዙሪያ የሚጓዙት በሁለት ናኖሴኮንዶች ተለያይተው ስለሚሄዱ፣ የሚለቁት ኤክስ ሬይ ትክክለኛ የልብ ምት ነው።

የፍተሻ ማስተላለፊያ የኤክስሬይ ማይክሮስኮፕ ወይም STXM የቁሱ መግነጢሳዊ መዋቅር ቅጽበታዊ እይታ ለመፍጠር እነዚያን ኤክስሬይ ይወስዳል።ተመራማሪዎቹ እነዚህን ቅጽበተ-ፎቶዎች አንድ ላይ በማጣመር ማይክሮማግኔት በጊዜ ሂደት እንዴት እንደሚለዋወጥ የሚያሳይ ፊልም መፍጠር ይችላሉ።

በ STXM እርዳታ ፎልቨን እና ባልደረቦቹ ማይክሮማግኔቶቻቸውን በሚፈጥረው መግነጢሳዊ መስክ በሚፈጥረው የጅረት ምት በማወክ ጎራዎቹ ቅርጻቸውን ሲቀይሩ እና የ vortex core ከመሃል ሲንቀሳቀሱ አይተዋል።

"በጣም ትንሽ ማግኔት አለህ፣ እና ከዛ ነቅለህ እንደገና ሲረጋጋ በምስል ለመታየት ትሞክራለህ" ይላል።በኋላ፣ ዋናው ወደ መሃል ሲመለስ አዩ-ነገር ግን ጠመዝማዛ በሆነ መንገድ እንጂ ቀጥታ መስመር አይደለም።

ፎልቨን "ወደ መሃል ተመልሶ መደነስ ይሆናል" ይላል።

አንድ ተንሸራታች እና አለቀ

ይህ የሆነበት ምክንያት ተመራማሪዎች የቁሳቁስን ባህሪያት እንዲያስተካክሉ በሚያስችል ንጣፍ ላይ የሚፈጠሩትን የኤፒታክሲያል ቁሳቁሶችን ስለሚያጠኑ ነው ነገር ግን በ STXM ውስጥ ያለውን ኤክስሬይ ይዘጋሉ።

በኤንቲኤንዩ ናኖላብ ውስጥ በመስራት ተመራማሪዎቹ መግነጢሳዊ ባህሪያቱን ለመጠበቅ ማይክሮማግናቸውን በካርቦን ሽፋን ስር በመቅበር የንዑስ ፕላስተር ችግሩን ፈቱ።

ከዚያም በጣም ቀጭን ሽፋን ብቻ እስኪቀር ድረስ በጥንቃቄ እና በትክክል ከስር ያለውን የጋሊየም ion ጨረሮች በተተኮረ ጨረሮች ቆርጠዋል።የህመም ሂደቱ በአንድ ናሙና ስምንት ሰአት ሊወስድ ይችላል - እና አንድ መንሸራተት አደጋን ሊያመለክት ይችላል.

“ወሳኙ ነገር፣ መግነጢሳዊነትን ከገደሉ፣ በርሊን ውስጥ ከመቀመጣችን በፊት አናውቅም” ብሏል።ዘዴው በርግጥ ከአንድ በላይ ናሙና ማምጣት ነው።

ከመሠረታዊ ፊዚክስ ወደ የወደፊት መሳሪያዎች

ደግነቱ ሠርቷል፣ እና ቡድኑ የማይክሮማግኔት ጎራዎች ከጊዜ ወደ ጊዜ እንዴት እንደሚያድጉ እና እንደሚቀንስ ለመቅረጽ በጥንቃቄ የተዘጋጁ ናሙናዎቻቸውን ተጠቅመዋል።ምን አይነት ሃይሎች በስራ ላይ እንዳሉ በደንብ ለመረዳት የኮምፒዩተር ማስመሰያዎችንም ፈጠሩ።

እንዲሁም የመሠረታዊ ፊዚክስ እውቀታችንን ማሳደግ፣ መግነጢሳዊነት በእነዚህ የርዝማኔ እና የጊዜ መለኪያዎች እንዴት እንደሚሰራ መረዳቱ የወደፊት መሳሪያዎችን ለመፍጠር ጠቃሚ ሊሆን ይችላል።

መግነጢሳዊነት አስቀድሞ ለመረጃ ማከማቻነት ጥቅም ላይ ይውላል፣ ነገር ግን ተመራማሪዎች በአሁኑ ጊዜ የበለጠ ለመጠቀም መንገዶችን ይፈልጋሉ።የ vortex ኮር እና የማይክሮ ማግኔት ጎራዎች መግነጢሳዊ አቅጣጫዎች፣ ለምሳሌ፣ ምናልባት በ0s እና 1s መልክ መረጃን ለመደበቅ ሊያገለግሉ ይችላሉ።

ተመራማሪዎቹ አሁን ይህንን ስራ በፀረ-ፌሮማግኔቲክ ቁሶች ለመድገም እያሰቡ ነው፣ የነጠላ መግነጢሳዊ አፍታዎች የተጣራ ውጤት ይሰርዛል።እነዚህ ከኮምፒዩተር ጋር በተያያዘ ተስፋ ሰጭ ናቸው - በንድፈ-ሀሳብ ፣ ፀረ-ፌሮማግኔቲክ ቁሶች አነስተኛ ኃይል የሚጠይቁ መሳሪያዎችን ለመስራት እና ኃይል በሚጠፋበት ጊዜ እንኳን እንዲረጋጉ ሊያገለግሉ ይችላሉ - ነገር ግን ለመመርመር በጣም አስቸጋሪ ነው ምክንያቱም የሚያመነጩት ምልክቶች በጣም ደካማ ስለሚሆኑ .

ያ ፈተና ቢሆንም ፎልቨን ተስፈኛ ነው።"ናሙናዎችን መስራት እና በኤክስሬይ ማየት እንደምንችል በማሳየት የመጀመሪያውን መሬት ሸፍነናል" ብሏል።የሚቀጥለው እርምጃ ከፀረ-ፌሮማግኔቲክ ቁስ በቂ ምልክት ለማግኘት በበቂ ሁኔታ ከፍተኛ ጥራት ያላቸውን ናሙናዎች መስራት እንደምንችል ማየት ነው።