ಸಣ್ಣ ಆಯಸ್ಕಾಂತಗಳ ಆಂತರಿಕ ಕಾರ್ಯಗಳನ್ನು ನೋಡಲು ಹೊಸ ವಿಧಾನ

NTNU ನ ಸಂಶೋಧಕರು ಕೆಲವು ಅತ್ಯಂತ ಪ್ರಕಾಶಮಾನವಾದ ಎಕ್ಸ್-ಕಿರಣಗಳ ಸಹಾಯದಿಂದ ಚಲನಚಿತ್ರಗಳನ್ನು ರಚಿಸುವ ಮೂಲಕ ಸಣ್ಣ ಮಾಪಕಗಳಲ್ಲಿ ಕಾಂತೀಯ ವಸ್ತುಗಳ ಮೇಲೆ ಬೆಳಕು ಚೆಲ್ಲುತ್ತಿದ್ದಾರೆ.

NTNUನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ಸ್ ವಿಭಾಗದ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಗುಂಪಿನ ಸಹ-ನಿರ್ದೇಶಕ ಎರಿಕ್ ಫೋಲ್ವೆನ್ ಮತ್ತು NTNU ಮತ್ತು ಬೆಲ್ಜಿಯಂನ ಘೆಂಟ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳು ಹೊರಗಿನ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದಿಂದ ತೊಂದರೆಗೊಳಗಾದಾಗ ತೆಳುವಾದ-ಫಿಲ್ಮ್ ಮೈಕ್ರೋಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್‌ಗಳು ಹೇಗೆ ಬದಲಾಗುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ನೋಡಲು ಹೊರಟರು.NTNU ನ್ಯಾನೋ ಮತ್ತು ನಾರ್ವೆಯ ಸಂಶೋಧನಾ ಮಂಡಳಿಯಿಂದ ಭಾಗಶಃ ಧನಸಹಾಯ ಪಡೆದಿರುವ ಈ ಕೃತಿಯನ್ನು ಫಿಸಿಕಲ್ ರಿವ್ಯೂ ರಿಸರ್ಚ್ ಜರ್ನಲ್‌ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಕಟಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಸಣ್ಣ ಆಯಸ್ಕಾಂತಗಳು

ಐನಾರ್ ಸ್ಟ್ಯಾಂಡಲ್ ಡಿಗರ್ನೆಸ್ ಪ್ರಯೋಗಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಿದ ಚಿಕ್ಕ ಚದರ ಆಯಸ್ಕಾಂತಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದನು.

NTNU ಪಿಎಚ್‌ಡಿ ರಚಿಸಿದ ಚಿಕ್ಕ ಚದರ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್‌ಗಳು.ಅಭ್ಯರ್ಥಿ Einar Standal Digernes, ಕೇವಲ ಎರಡು ಮೈಕ್ರೊಮೀಟರ್ ಅಗಲ ಮತ್ತು ನಾಲ್ಕು ತ್ರಿಕೋನ ಡೊಮೇನ್‌ಗಳಾಗಿ ವಿಭಜಿಸಲಾಗಿದೆ, ಪ್ರತಿಯೊಂದೂ ವಿಭಿನ್ನ ಕಾಂತೀಯ ದೃಷ್ಟಿಕೋನವನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದು ಆಯಸ್ಕಾಂತಗಳ ಸುತ್ತಲೂ ಪ್ರದಕ್ಷಿಣಾಕಾರವಾಗಿ ಅಥವಾ ವಿರೋಧಿ ಪ್ರದಕ್ಷಿಣಾಕಾರವಾಗಿ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.

ಕೆಲವು ಕಾಂತೀಯ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ, ಪರಮಾಣುಗಳ ಸಣ್ಣ ಗುಂಪುಗಳು ಡೊಮೇನ್‌ಗಳೆಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಪ್ರದೇಶಗಳಿಗೆ ಒಟ್ಟಿಗೆ ಸೇರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ, ಇದರಲ್ಲಿ ಎಲ್ಲಾ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಒಂದೇ ರೀತಿಯ ಕಾಂತೀಯ ದೃಷ್ಟಿಕೋನವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ.

NTNU ಆಯಸ್ಕಾಂತಗಳಲ್ಲಿ, ಈ ಡೊಮೇನ್‌ಗಳು ಕೇಂದ್ರ ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ ಭೇಟಿಯಾಗುತ್ತವೆ - ಸುಳಿಯ ಕೋರ್ - ಅಲ್ಲಿ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷಣವು ನೇರವಾಗಿ ವಸ್ತುವಿನ ಸಮತಲದಲ್ಲಿ ಅಥವಾ ಹೊರಗೆ ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.

"ನಾವು ಆಯಸ್ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಿದಾಗ, ಈ ಹೆಚ್ಚಿನ ಡೊಮೇನ್‌ಗಳು ಒಂದೇ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸುತ್ತವೆ" ಎಂದು ಫೋಲ್ವೆನ್ ಹೇಳುತ್ತಾರೆ."ಅವರು ಬೆಳೆಯಬಹುದು ಮತ್ತು ಕುಗ್ಗಬಹುದು, ಮತ್ತು ನಂತರ ಅವರು ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ವಿಲೀನಗೊಳ್ಳಬಹುದು."

ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಬಹುತೇಕ ಬೆಳಕಿನ ವೇಗದಲ್ಲಿವೆ

ಇದು ಸಂಭವಿಸುವುದನ್ನು ನೋಡುವುದು ಸುಲಭವಲ್ಲ.ಸಂಶೋಧಕರು ತಮ್ಮ ಮೈಕ್ರೋಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್‌ಗಳನ್ನು ಬರ್ಲಿನ್‌ನಲ್ಲಿ BESSY II ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ 80m-ಅಗಲದ ಡೋನಟ್-ಆಕಾರದ ಸಿಂಕ್ರೊಟ್ರಾನ್‌ಗೆ ಕೊಂಡೊಯ್ದರು, ಅಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಬಹುತೇಕ ಬೆಳಕಿನ ವೇಗದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುವವರೆಗೆ ವೇಗವರ್ಧಿತವಾಗಿರುತ್ತವೆ.ಆ ವೇಗವಾಗಿ ಚಲಿಸುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ನಂತರ ಅತ್ಯಂತ ಪ್ರಕಾಶಮಾನವಾದ ಎಕ್ಸ್-ಕಿರಣಗಳನ್ನು ಹೊರಸೂಸುತ್ತವೆ.

"ನಾವು ಈ X- ಕಿರಣಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತೇವೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳನ್ನು ನಮ್ಮ ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕದಲ್ಲಿ ಬೆಳಕಿನಂತೆ ಬಳಸುತ್ತೇವೆ" ಎಂದು ಫೋಲ್ವೆನ್ ಹೇಳುತ್ತಾರೆ.

ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಎರಡು ನ್ಯಾನೊಸೆಕೆಂಡ್‌ಗಳಿಂದ ಬೇರ್ಪಟ್ಟ ಬಂಚ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಸಿಂಕ್ರೊಟ್ರಾನ್‌ನ ಸುತ್ತಲೂ ಪ್ರಯಾಣಿಸುವುದರಿಂದ, ಅವು ಹೊರಸೂಸುವ ಎಕ್ಸ್-ಕಿರಣಗಳು ನಿಖರವಾದ ದ್ವಿದಳ ಧಾನ್ಯಗಳಲ್ಲಿ ಬರುತ್ತವೆ.

ಸ್ಕ್ಯಾನಿಂಗ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಮಿಷನ್ ಎಕ್ಸ್-ರೇ ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕ, ಅಥವಾ STXM, ವಸ್ತುವಿನ ಕಾಂತೀಯ ರಚನೆಯ ಸ್ನ್ಯಾಪ್ಶಾಟ್ ರಚಿಸಲು ಆ X- ಕಿರಣಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.ಈ ಸ್ನ್ಯಾಪ್‌ಶಾಟ್‌ಗಳನ್ನು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಹೊಲಿಯುವ ಮೂಲಕ, ಕಾಲಾನಂತರದಲ್ಲಿ ಮೈಕ್ರೋಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್ ಹೇಗೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ತೋರಿಸುವ ಚಲನಚಿತ್ರವನ್ನು ಸಂಶೋಧಕರು ಮೂಲಭೂತವಾಗಿ ರಚಿಸಬಹುದು.

STXM ನ ಸಹಾಯದಿಂದ, ಫೋಲ್ವೆನ್ ಮತ್ತು ಅವನ ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳು ತಮ್ಮ ಮೈಕ್ರೊಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್‌ಗಳನ್ನು ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ಪ್ರವಾಹದ ಪಲ್ಸ್‌ನೊಂದಿಗೆ ತೊಂದರೆಗೊಳಿಸಿದರು ಮತ್ತು ಡೊಮೇನ್‌ಗಳು ಆಕಾರವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುವುದನ್ನು ಮತ್ತು ಕೇಂದ್ರದಿಂದ ಸುಳಿಯ ಕೋರ್ ಚಲಿಸುವುದನ್ನು ನೋಡಿದರು.

"ನೀವು ತುಂಬಾ ಚಿಕ್ಕ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದೀರಿ, ಮತ್ತು ನಂತರ ನೀವು ಅದನ್ನು ಇರಿ ಮತ್ತು ಅದನ್ನು ಮತ್ತೆ ನೆಲೆಗೊಳ್ಳುವಂತೆ ಚಿತ್ರಿಸಲು ಪ್ರಯತ್ನಿಸಿ" ಎಂದು ಅವರು ಹೇಳುತ್ತಾರೆ.ನಂತರ, ಕೋರ್ ಮಧ್ಯಕ್ಕೆ ಹಿಂತಿರುಗುವುದನ್ನು ಅವರು ನೋಡಿದರು-ಆದರೆ ಅಂಕುಡೊಂಕಾದ ಹಾದಿಯಲ್ಲಿ, ನೇರ ರೇಖೆಯಲ್ಲ.

"ಇದು ಒಂದು ರೀತಿಯ ನೃತ್ಯವನ್ನು ಕೇಂದ್ರಕ್ಕೆ ಹಿಂತಿರುಗಿಸುತ್ತದೆ" ಎಂದು ಫೋಲ್ವೆನ್ ಹೇಳುತ್ತಾರೆ.

ಒಂದು ಸ್ಲಿಪ್ ಮತ್ತು ಅದು ಮುಗಿದಿದೆ

ಏಕೆಂದರೆ ಅವರು ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುತ್ತಾರೆ, ಇದು ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲೆ ರಚಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ, ಅದು ಸಂಶೋಧಕರಿಗೆ ವಸ್ತುವಿನ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ತಿರುಚಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ, ಆದರೆ STXM ನಲ್ಲಿ X- ಕಿರಣಗಳನ್ನು ನಿರ್ಬಂಧಿಸುತ್ತದೆ.

NTNU NanoLab ನಲ್ಲಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತಿರುವ ಸಂಶೋಧಕರು ತಮ್ಮ ಮೈಕ್ರೊಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್ ಅನ್ನು ಇಂಗಾಲದ ಪದರದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಅದರ ಕಾಂತೀಯ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ರಕ್ಷಿಸುವ ಮೂಲಕ ತಲಾಧಾರದ ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಿದರು.

ನಂತರ ಅವರು ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ಮತ್ತು ನಿಖರವಾಗಿ ಕೆಳಗಿರುವ ತಲಾಧಾರವನ್ನು ಗ್ಯಾಲಿಯಂ ಅಯಾನುಗಳ ಕೇಂದ್ರೀಕೃತ ಕಿರಣದಿಂದ ಬಹಳ ತೆಳುವಾದ ಪದರವು ಉಳಿಯುವವರೆಗೆ ಚಿಪ್ ಮಾಡಿದರು.ಶ್ರಮದಾಯಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಪ್ರತಿ ಮಾದರಿಗೆ ಎಂಟು ಗಂಟೆಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಬಹುದು - ಮತ್ತು ಒಂದು ಸ್ಲಿಪ್ ಅಪ್ ದುರಂತವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಬಹುದು.

"ನಿರ್ಣಾಯಕ ವಿಷಯವೆಂದರೆ, ನೀವು ಕಾಂತೀಯತೆಯನ್ನು ಕೊಂದರೆ, ನಾವು ಬರ್ಲಿನ್‌ನಲ್ಲಿ ಕುಳಿತುಕೊಳ್ಳುವ ಮೊದಲು ನಮಗೆ ತಿಳಿದಿರುವುದಿಲ್ಲ" ಎಂದು ಅವರು ಹೇಳುತ್ತಾರೆ."ಒಂದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ತರಲು ಟ್ರಿಕ್ ಆಗಿದೆ."

ಮೂಲಭೂತ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದಿಂದ ಭವಿಷ್ಯದ ಸಾಧನಗಳಿಗೆ

ಅದೃಷ್ಟವಶಾತ್ ಇದು ಕೆಲಸ ಮಾಡಿದೆ ಮತ್ತು ಮೈಕ್ರೊಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್‌ನ ಡೊಮೇನ್‌ಗಳು ಕಾಲಾನಂತರದಲ್ಲಿ ಹೇಗೆ ಬೆಳೆಯುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಕುಗ್ಗುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಚಾರ್ಟ್ ಮಾಡಲು ತಂಡವು ತಮ್ಮ ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ಸಿದ್ಧಪಡಿಸಿದ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಬಳಸಿತು.ಯಾವ ಶಕ್ತಿಗಳು ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತಿವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಚೆನ್ನಾಗಿ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಅವರು ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್‌ಗಳನ್ನು ಸಹ ರಚಿಸಿದ್ದಾರೆ.

ಮೂಲಭೂತ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ ಬಗ್ಗೆ ನಮ್ಮ ಜ್ಞಾನವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದರ ಜೊತೆಗೆ, ಈ ಉದ್ದ ಮತ್ತು ಸಮಯದ ಮಾಪಕಗಳಲ್ಲಿ ಕಾಂತೀಯತೆಯು ಹೇಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು ಭವಿಷ್ಯದ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲು ಸಹಾಯಕವಾಗಬಹುದು.

ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಸಮ್ ಅನ್ನು ಈಗಾಗಲೇ ಡೇಟಾ ಸಂಗ್ರಹಣೆಗಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಸಂಶೋಧಕರು ಪ್ರಸ್ತುತ ಅದನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳುವ ಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ಹುಡುಕುತ್ತಿದ್ದಾರೆ.ಮೈಕ್ರೋಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್‌ನ ಸುಳಿಯ ಕೋರ್ ಮತ್ತು ಡೊಮೇನ್‌ಗಳ ಕಾಂತೀಯ ದೃಷ್ಟಿಕೋನಗಳು, ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು 0 ಸೆ ಮತ್ತು 1 ರ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಎನ್‌ಕೋಡ್ ಮಾಡಲು ಬಳಸಬಹುದು.

ಸಂಶೋಧಕರು ಈಗ ಆಂಟಿ-ಫೆರೋಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಕ್ ವಸ್ತುಗಳೊಂದಿಗೆ ಈ ಕೆಲಸವನ್ನು ಪುನರಾವರ್ತಿಸುವ ಗುರಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದಾರೆ, ಅಲ್ಲಿ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷಣಗಳ ನಿವ್ವಳ ಪರಿಣಾಮವು ರದ್ದುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್‌ಗೆ ಬಂದಾಗ ಇವುಗಳು ಭರವಸೆ ನೀಡುತ್ತವೆ-ಸಿದ್ಧಾಂತದಲ್ಲಿ, ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಯ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯು ಕಳೆದುಹೋದಾಗಲೂ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರಲು ಆಂಟಿ-ಫೆರೋಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಕ್ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು-ಆದರೆ ತನಿಖೆ ಮಾಡಲು ಸಾಕಷ್ಟು ತಂತ್ರಗಳು ಏಕೆಂದರೆ ಅವು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ಸಂಕೇತಗಳು ಹೆಚ್ಚು ದುರ್ಬಲವಾಗಿರುತ್ತವೆ. .

ಆ ಸವಾಲಿನ ಹೊರತಾಗಿಯೂ, ಫೋಲ್ವೆನ್ ಆಶಾವಾದಿಯಾಗಿದ್ದಾನೆ."ನಾವು ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಎಕ್ಸ್-ಕಿರಣಗಳ ಮೂಲಕ ನೋಡಬಹುದು ಎಂದು ತೋರಿಸುವ ಮೂಲಕ ನಾವು ಮೊದಲ ನೆಲವನ್ನು ಆವರಿಸಿದ್ದೇವೆ" ಎಂದು ಅವರು ಹೇಳುತ್ತಾರೆ."ಮುಂದಿನ ಹಂತವು ಆಂಟಿ-ಫೆರೋಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಕ್ ವಸ್ತುವಿನಿಂದ ಸಾಕಷ್ಟು ಸಿಗ್ನಲ್ ಪಡೆಯಲು ನಾವು ಸಾಕಷ್ಟು ಉತ್ತಮ ಗುಣಮಟ್ಟದ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಮಾಡಬಹುದೇ ಎಂದು ನೋಡುವುದು."