Ang mga tigdukiduki gikan sa NTNU naghatag kahayag sa magnetic nga mga materyales sa gagmay nga mga timbangan pinaagi sa paghimo og mga salida sa tabang sa pipila ka hilabihan ka hayag nga X-ray.
Si Erik Folven, co-director sa oxide electronics group sa NTNU's Department of Electronic Systems, ug mga kauban gikan sa NTNU ug Ghent University sa Belgium mitan-aw kung giunsa ang pagbag-o sa manipis nga pelikula nga micromagnets kung gisamok sa gawas nga magnetic field.Ang trabaho, nga partially gipondohan sa NTNU Nano ug sa Research Council sa Norway, gipatik sa journal Physical Review Research.
Gamay nga magnet
Ang Einar Standal Digernes nag-imbento sa gagmay nga square magnet nga gigamit sa mga eksperimento.
Ang gamay nga square magnet, nga gihimo sa NTNU Ph.D.kandidato Einar Standal Digernes, duha lang ka micrometer ang gilapdon ug gibahin sa upat ka triangular nga dominyo, ang matag usa adunay lain-laing magnetic orientation nga nagpunting sa clockwise o anti-clockwise sa palibot sa mga magnet.
Sa pipila ka mga magnetic nga materyales, ang gagmay nga mga grupo sa mga atomo maghiusa sa mga lugar nga gitawag nga mga dominyo, diin ang tanan nga mga electron adunay parehas nga magnetic orientation.
Sa NTNU magnets, kini nga mga dominyo magtagbo sa usa ka sentro nga punto - ang vortex core - diin ang magnetic moment direkta nga nagpunting sa sulod o gawas sa eroplano sa materyal.
"Kung mag-aplay kami usa ka magnetic field, labi pa nga kini nga mga dominyo magpunting sa parehas nga direksyon," ingon ni Folven."Mahimo silang motubo ug mahimo silang mokunhod, ug unya mahimo silang maghiusa sa usag usa."
Ang mga electron hapit sa gikusgon sa kahayag
Ang pagtan-aw niini nga mahitabo dili sayon.Gidala sa mga tigdukiduki ang ilang mga micromagnet sa usa ka 80m-wide donut-shaped synchrotron, nailhan nga BESSY II, sa Berlin, diin ang mga electron gipaspasan hangtud nga sila nagbiyahe sa halos katulin sa kahayag.Kadtong paspas nga paglihok nga mga electron unya nagpagawas sa hilabihan ka hayag nga X-ray.
"Among gikuha kini nga mga X-ray ug gigamit kini ingon nga kahayag sa among mikroskopyo," miingon si Folven.
Tungod kay ang mga electron naglibot sa synchrotron sa mga pungpong nga gibulag sa duha ka nanosecond, ang X-ray nga ilang gipagawas moabut sa tukma nga mga pulso.
Ang usa ka scanning transmission X-ray microscope, o STXM, nagkinahanglan sa mga X-ray aron makahimo og snapshot sa magnetic structure sa materyal.Pinaagi sa pagtahi niini nga mga snapshot, ang mga tigdukiduki mahimo’g maghimo usa ka sine nga nagpakita kung giunsa ang pagbag-o sa micromagnet sa paglabay sa panahon.
Sa tabang sa STXM, gisamok ni Folven ug sa iyang mga kaubanan ang ilang mga micromagnet gamit ang pulso sa kasamtangan nga nakamugna og magnetic field, ug nakita ang mga domain nga nausab ang porma ug ang vortex core nga mibalhin gikan sa sentro.
"Ikaw adunay usa ka gamay kaayo nga magnet, ug dayon imong tukbon kini ug sulayi sa paghanduraw niini samtang kini nahusay pag-usab," siya miingon.Pagkahuman, ilang nakita ang kinauyokan nga mibalik sa tunga-apan sa usa ka naglikoliko nga agianan, dili usa ka tul-id nga linya.
"Kini usa ka matang sa sayaw balik sa sentro," ingon ni Folven.
Usa ka slip ug nahuman na
Kana tungod kay nagtuon sila sa mga materyales nga epitaxial, nga gimugna sa ibabaw sa usa ka substrate nga nagtugot sa mga tigdukiduki sa pag-tweak sa mga kabtangan sa materyal, apan makababag sa X-ray sa usa ka STXM.
Nagtrabaho sa NTNU NanoLab, gisulbad sa mga tigdukiduki ang problema sa substrate pinaagi sa paglubong sa ilang micromagnet sa ilawom sa usa ka layer sa carbon aron mapanalipdan ang mga magnetic properties niini.
Dayon ilang mabinantayon ug tukma nga giputol ang substrate sa ilawom gamit ang usa ka gipunting nga sagbayan sa mga gallium ion hangtod nga usa na lang ka nipis nga layer ang nahabilin.Ang makuti nga proseso mahimong mokabat ug walo ka oras matag sample—ug ang usa ka slip up mahimong moresulta sa katalagman.
"Ang kritikal nga butang mao nga, kung patyon nimo ang magnetism, dili kami mahibal-an nga sa wala pa kami molingkod sa Berlin," ingon niya."Ang lansis mao, siyempre, ang pagdala labaw pa sa usa ka sample."
Gikan sa sukaranang pisika hangtod sa umaabot nga mga aparato
Maayo na lang kay nagtrabaho kini, ug gigamit sa team ang ilang maayong pagkaandam nga mga sampol aron ma-tsart kung giunsa pagtubo ug pagkunhod sa mga domain sa micromagnet sa paglabay sa panahon.Naghimo usab sila og mga simulation sa kompyuter aron mas masabtan kung unsa nga mga pwersa ang nagtrabaho.
Ingon usab ang pag-uswag sa among kahibalo sa sukaranang pisika, ang pagsabut kung giunsa ang paglihok sa magnetism sa kini nga gitas-on ug mga timbangan sa oras mahimong makatabang sa paghimo sa umaabot nga mga aparato.
Ang magnetismo gigamit na alang sa pagtipig sa datos, apan ang mga tigdukiduki karon nangitag mga paagi aron mapahimuslan pa kini.Pananglitan, ang magnetic orientations sa vortex core ug mga domain sa usa ka micromagnet, mahimong magamit sa pag-encode sa impormasyon sa porma sa 0s ug 1s.
Ang mga tigdukiduki karon nagtinguha sa pag-usab niini nga buhat sa anti-ferromagnetic nga mga materyales, diin ang net nga epekto sa mga indibidwal nga magnetic nga mga gutlo gikanselar.Nagsaad kini kung bahin sa pag-compute-sa teorya, ang mga anti-ferromagnetic nga materyales mahimong magamit sa paghimo sa mga aparato nga nanginahanglan gamay nga kusog ug magpabilin nga lig-on bisan kung nawala ang gahum-apan labi ka labi ka malimbungon nga imbestigahan tungod kay ang mga signal nga ilang gihimo mas huyang. .
Bisan pa niana nga hagit, si Folven malaumon."Gitabonan namo ang unang yuta pinaagi sa pagpakita nga makahimo kami og mga sampol ug tan-awon kini gamit ang X-ray," siya miingon."Ang sunod nga lakang mao ang pagtan-aw kung makahimo ba kami mga sample nga adunay igo nga taas nga kalidad aron makakuha igong signal gikan sa usa ka anti-ferromagnetic nga materyal."
Panahon sa pag-post: Mayo-10-2021