• nijs

Trochbraak yn 3D magnetyske nanostrukturen koe moderne kompjûters transformearje

Wittenskippers hawwe in stap set yn 'e rjochting fan it meitsjen fan krêftige apparaten dy't gebrûk meitsje fan ...magnetysk lading troch de earste trijediminsjonale replika ea te meitsjen fan in materiaal bekend as in spin-iis.

Spin-iismaterialen binne ekstreem ûngewoan, om't se saneamde defekten hawwe dy't har gedrage as de ienige poal fan in magneet.

Dizze ienpoalmagneten, ek wol bekend as magnetyske monopolen, besteane net yn 'e natuer; as elk magnetysk materiaal yn twaen snien wurdt, sil it altyd in nije magneet meitsje mei in noard- en in súdpoal.

Al tsientallen jierren hawwe wittenskippers fier en breed socht nei bewiis fan natuerlik foarkommendemagnetysk monopolen yn 'e hope om úteinlik de fûnemintele krêften fan 'e natuer te groepearjen yn in saneamde teory fan alles, wêrtroch alle natuerkunde ûnder ien dak pleatst wurdt.

Yn 'e lêste jierren binne natuerkundigen lykwols slagge om keunstmjittige ferzjes fan in magnetyske monopoal te produsearjen troch it meitsjen fan twadiminsjonale spin-iismaterialen.

Oant no ta hawwe dizze struktueren mei súkses in magnetyske monopoal oantoand, mar it is ûnmooglik om deselde natuerkunde te krijen as it materiaal beheind is ta ien flak. Yndied, it is de spesifike trijediminsjonale geometry fan it spin-iisrooster dy't de kaai is ta syn ûngewoane fermogen om lytse struktueren te meitsjen dy't imitearjemagnetyskmonopolen.

Yn in nije stúdzje dy't hjoed publisearre is yn Nature Communications, hat in team ûnder lieding fan wittenskippers fan 'e Universiteit fan Cardiff de earste 3D-replika ea fan in spin-iismateriaal makke mei in ferfine soarte fan 3D-printsjen en ferwurking.

It team seit dat de 3D-printtechnology har tastien hat om de geometry fan it keunstmjittige spin-iis oan te passen, wat betsjut dat se de manier kinne kontrolearje wêrop de magnetyske monopolen foarme en yn 'e systemen ferpleatst wurde.

It manipulearjen fan 'e mini-monopole-magneten yn 3D koe in hiele rige tapassingen iepenje, sizze se, fan ferbettere kompjûteropslach oant it meitsjen fan 3D-kompjûternetwurken dy't de neurale struktuer fan it minsklik brein imitearje.

"Al mear as 10 jier hawwe wittenskippers keunstmjittich spin-iis yn twa dimensjes makke en bestudearre. Troch sokke systemen út te wreidzjen nei trije dimensjes krije wy in folle krekter werjefte fan spin-iis monopoalfysika en kinne wy ​​de ynfloed fan oerflakken bestudearje," sei haadauteur Dr. Sam Ladak fan 'e School of Physics and Astronomy fan Cardiff University.

"Dit is de earste kear dat immen in krekte 3D-replika fan in spin-iis meitsje koe, troch ûntwerp, op nanoskaal."

It keunstmjittige spin-iis waard makke mei help fan state-of-the-art 3D-nanofabrikaasjetechniken wêrby't lytse nanodraden yn fjouwer lagen steapele waarden yn in roasterstruktuer, dy't sels minder wie as de breedte fan in minsklike hier yn totaal.

In spesjaal type mikroskopie bekend as magnetyske krêftmikroskopie, dy't gefoelich is foar magnetisme, waard doe brûkt om de magnetyske ladingen dy't oanwêzich wiene op it apparaat te visualisearjen, wêrtroch it team de beweging fan 'e ienpolige magneten oer de 3D-struktuer koe folgje.

"Us wurk is wichtich, om't it oantoant dat nanoskaal 3D-printtechnologyen brûkt wurde kinne om materialen te imitearjen dy't normaal synthetisearre wurde fia skiekunde," gie Dr. Ladak fierder.

"Uteinlik koe dit wurk in middel biede om nije magnetyske metamaterialen te produsearjen, wêrby't de materiaaleigenskippen ôfstimd wurde troch de 3D-geometry fan in keunstmjittich roaster te kontrolearjen."

"Magnetyske opslachapparaten, lykas in hurde skiif of magnetyske RAM-apparaten, is in oar gebiet dat massaal beynfloede wurde kin troch dizze trochbraak. Om't hjoeddeistige apparaten mar twa fan 'e trije beskikbere dimensjes brûke, beheint dit de hoemannichte ynformaasje dy't opslein wurde kin. Om't de monopolen mei in magnetysk fjild om it 3D-rooster ferpleatst wurde kinne, kin it mooglik wêze om in echt 3D-opslachapparaat te meitsjen basearre op magnetyske lading."


Pleatsingstiid: 28 maaie 2021