• nybanner

Bealach nua chun breathnú ar oibriú inmheánach maighnéid bídeacha

Tá taighdeoirí ó NTNU ag caitheamh solais ar ábhair mhaighnéadacha ar scálaí beaga trí scannáin a chruthú le cabhair ó roinnt X-ghathanna atá thar a bheith geal.

D'fhéach Erik Folven, comhstiúrthóir an ghrúpa leictreonaice ocsaíd ag Roinn na gCóras Leictreonach de chuid NTNU, agus comhghleacaithe ó NTNU agus Ollscoil Ghent sa Bheilg féachaint conas a athraíonn micri-mhaighnéid scannán tanaí nuair a bhíonn réimse maighnéadach lasmuigh suaite orthu.Foilsíodh an saothar, atá maoinithe i bpáirt ag NTNU Nano agus ag Comhairle Taighde na hIorua, san iris Physical Review Research.

Maighnéid beag bídeach

Einar Standal Digernes a chum na maighnéid chearnacha bídeacha a úsáideadh sna turgnaimh.

Na maighnéid chearnacha bídeacha, cruthaithe ag NTNU Ph.D.an t-iarrthóir Einar Standal Digernes, níl iontu ach dhá mhicriméadar ar leithead agus iad roinnte i gceithre fhearann ​​triantánacha, agus treoshuíomh maighnéadach difriúil ag gach ceann acu ag díriú ar deiseal nó ar tuathal timpeall na maighnéid.

In ábhair mhaighnéadacha áirithe, bannaíonn grúpaí níos lú adamh le chéile i réimsí ar a dtugtar fearainn, ina bhfuil an treoshuíomh maighnéadach céanna ag na leictreoin go léir.

Sna maighnéid NTNU, tagann na fearainn seo le chéile ag pointe lárnach - croí an vortex - áit a ndírítear an mhóimint mhaighnéadach go díreach isteach nó amach as plána an ábhair.

“Nuair a chuirimid réimse maighnéadach i bhfeidhm, díreoidh níos mó agus níos mó de na fearainn seo sa treo céanna,” a deir Folven."Is féidir leo fás agus crapadh, agus ansin is féidir leo a chumasc lena chéile."

Leictreoin beagnach ag luas an tsolais

Níl sé éasca é seo a fheiceáil.Thóg na taighdeoirí a gcuid micromagnets chuig sioncrótón cruth donut 80m ar leithead, ar a dtugtar BESSY II, i mBeirlín, áit a luathaítear leictreoin go dtí go bhfuil siad ag taisteal ar luas an tsolais beagnach.Ansin scaoileann na leictreoin sin atá ag gluaiseacht go tapa X-ghathanna thar a bheith geal.

“Glacaimid na X-ghathanna seo agus úsáidimid iad mar an solas inár micreascóp,” a deir Folven.

Toisc go dtaistealaíonn leictreoin timpeall an tsioncrótrón i mbuinsí atá scartha óna chéile ag dhá nanascoicindí, tagann na X-ghathanna a astaíonn siad i mbeirteanna beachta.

Glactar leis na X-ghathanna sin le micreascóp tarchurtha scanadh, nó STXM, chun léargas a chruthú ar struchtúr maighnéadach an ábhair.Trí na pictiúir seo a fhuáil le chéile, is féidir leis na taighdeoirí go bunúsach scannán a chruthú a thaispeánann an chaoi a n-athraíonn an micrea-mhaighnéad le himeacht ama.

Le cabhair ón STXM, chuir Folven agus a chomhghleacaithe isteach ar a gcuid micrea-mhaighnéid le buille srutha a ghin réimse maighnéadach, agus chonaic siad na fearainn ag athrú cruth agus ag bogadh croí an vortex ón lár.

“Tá maighnéad an-bheag agat, agus ansin déanann tú é a mhúscailt agus iarracht a dhéanamh é a íomháú de réir mar a shocraíonn sé arís,” a deir sé.Ina dhiaidh sin, chonaic siad an croí ag filleadh ar ais go dtí an lár - ach feadh cosán tochrais, ní líne dhíreach.

“Déanfaidh sé rince de chineál ar ais go dtí an t-ionad,” a deir Folven.

Duillín amháin agus tá deireadh leis

Sin toisc go ndéanann siad staidéar ar ábhair epitaxial, a chruthaítear ar bharr substráit a ligeann do thaighdeoirí airíonna an ábhair a athrú, ach a chuirfeadh bac ar X-ghathanna i STXM.

Ag obair i NTNU NanoLab, réitigh na taighdeoirí fadhb an tsubstráit trína micromagnet a adhlacadh faoi shraith carbóin chun a chuid maoine maighnéadacha a chosaint.

Ansin sceal siad go cúramach agus go beacht an tsubstráit thíos le léas fócasaithe d'ian ghailliam go dtí nach raibh ach sraith an-tanaí fágtha.D'fhéadfadh go dtógfadh an próiseas cúramach ocht n-uaire an chloig in aghaidh an tsampla - agus d'fhéadfadh titim amach amháin tubaiste a tharlú.

“Is é an rud ríthábhachtach, má mharaíonn tú an maighnéadas, ní bheidh a fhios againn sin sula suífimid i mBeirlín,” a deir sé.“Is é an cleas, ar ndóigh, ná níos mó ná sampla amháin a thabhairt.”

Ó fhisic bhunúsach go feistí sa todhchaí

Ar an dea-uair d’oibrigh sé, agus d’úsáid an fhoireann na samplaí a d’ullmhaigh siad go cúramach chun conas a fhásann agus a chrapadh fearainn an mhicrimhaighnéad le himeacht ama a rianú.Chruthaigh siad insamhaltaí ríomhaireachta freisin chun tuiscint níos fearr a fháil ar na fórsaí a bhí ag obair.

Chomh maith lenár n-eolas ar an bhfisic bhunúsach a chur chun cinn, d’fhéadfadh tuiscint a fháil ar an gcaoi a n-oibríonn maighnéadas ag na scálaí fada agus ama seo a bheith ina chuidiú chun gléasanna a chruthú amach anseo.

Úsáidtear maighnéadas cheana féin le haghaidh stórála sonraí, ach tá taighdeoirí ag lorg bealaí le tuilleadh leas a bhaint as.D’fhéadfaí treoshuímh mhaighnéadacha chroí an vortex agus fearainn mhicrimhaighnéad, mar shampla, a úsáid chun faisnéis a ionchódú i bhfoirm 0s agus 1s.

Tá sé mar aidhm ag na taighdeoirí anois an obair seo a dhéanamh arís le hábhair fhrith-fheirromagnetic, áit a gcealaítear glanéifeacht na móimintí maighnéadacha aonair.Tá siad seo geallta maidir leis an ríomhaireacht—go teoiriciúil, d’fhéadfaí ábhair fhrith-fhearromagnetic a úsáid chun gléasanna a dhéanamh nach bhfuil mórán fuinnimh ag teastáil uathu agus a fhanann cobhsaí fiú nuair a chailltear cumhacht—ach i bhfad níos deacra iad a imscrúdú mar go mbeidh na comharthaí a tháirgeann siad i bhfad níos laige. .

In ainneoin an dúshláin sin, tá Folven dóchasach.“Chlúdaithe againn an chéad talamh ag taispeáint gur féidir linn samplaí a dhéanamh agus breathnú tríd iad le X-ghathanna,” a deir sé.“Is é an chéad chéim eile ná féachaint an féidir linn samplaí de cháilíocht ard go leor a dhéanamh chun go leor comhartha a fháil ó ábhar frith-fhearromagnetic.”


Am postála: Bealtaine-10-2021