Lêkolînerên ji NTNU bi çêkirina fîlman bi alîkariya hin tîrêjên X yên pir geş, bi pîvanên piçûk materyalên magnetîkî ronî dikin.
Erik Folven, hev-rêveberê koma elektronîkên oksîdê li Beşa Sîstemên Elektronîkî ya NTNU, û hevkarên wî ji NTNU û Zanîngeha Ghent li Belçîkayê dest bi lêkolîna ka mîkromıknatîsên fîlma zirav çawa diguherin dema ku ji hêla zeviyek mıknatîsî ya derveyî ve têne bandor kirin. Xebata ku qismî ji hêla NTNU Nano û Konseya Lêkolînê ya Norwêcê ve hatî fînanse kirin, di kovara Physical Review Research de hate weşandin.
Magnetên piçûk
Einar Standal Digernes magnetên çargoşe yên piçûk ên ku di ceribandinan de hatine bikar anîn îcad kirin.
Mıknatîsên çargoşe yên piçûk, ku ji hêla namzetê Ph.D. yê NTNU Einar Standal Digernes ve hatine afirandin, tenê du mîkrometre fireh in û li çar deverên sêgoşeyî dabeş dibin, her yek bi arasteyek mıknatîsî ya cûda ku li dora mıknatîsan li gorî saetê an jî li dijî saetê nîşan dide.
Di hin materyalên magnetîkî de, komên piçûktir ên atoman di nav deveran de kom dibin ku jê re domên tê gotin, ku hemî elektron di wan de xwedî heman arasteya magnetîkî ne.
Di mıknatîsên NTNU de, ev domain li xalek navendî - navika vorteksê - li hev dicivin ku tê de momenta mıknatîsî rasterast ber bi hundir an derveyî plana materyalê ve nîşan dide.
Folven dibêje, "Dema ku em zeviyek magnetîkî bikar tînin, bêtir û bêtir ji van domênan dê ber bi heman alî ve nîşan bidin. Ew dikarin mezin bibin û dikarin biçûk bibin, û dûv re ew dikarin bibin yek."
Elektron hema hema bi leza ronahiyê
Dîtina vê yekê ne hêsan e. Lêkolîneran mîkromıknatîsên xwe birin senkrotronek bi şiklê donotê ya 80 metre fireh, ku wekî BESSY II tê zanîn, li Berlînê, ku li wir elektron heta ku bi leza ronahiyê diçin lez dibin. Ew elektronên ku bi lez diçin dûv re tîrêjên X-ê yên pir geş diweşînin.
Folven dibêje, "Em van tîrêjên X digirin û wan wekî ronahiya mîkroskopa xwe bikar tînin."
Ji ber ku elektron li dora senkrotronê di komên ku bi du nanosaniyan ji hev cuda ne de digerin, tîrêjên X yên ku ew dişînin bi pulsên rast tên.
Mîkroskopa tîrêjên X a şopandina şopandinê, an STXM, wan tîrêjên X digire da ku wêneyek ji avahiya manyetîk a materyalê biafirîne. Bi dirûtina van wêneyan bi hev re, lêkolîner dikarin di bingeh de fîlimek çêbikin ku nîşan dide ka mîkromıknatîs çawa bi demê re diguhere.
Bi alîkariya STXM, Folven û hevkarên wî mîkromıknatîsên xwe bi pulseke herikînê tevlihev kirin ku zeviyeke mıknatîsî çêkir, û dîtin ku şeklê domainan diguhere û navika giroverê ji navendê diçe.
"Mıknatîsek pir piçûk heye, û dû re hûn lê dixin û hewl didin ku wêneyê wê bigirin dema ku ew dîsa rûdine," ew dibêje. Piştre, wan dît ku navik vegeriya navîn - lê li ser rêyek pêçayî, ne li ser xêzek rast.
Folven dibêje, "Ew ê wek reqsê vegere navendê."
Xalek û qediya
Ji ber ku ew materyalên epitaksiyal lêkolîn dikin, ku li ser substratek têne çêkirin ku dihêle lêkolîner taybetmendiyên materyalê biguherînin, lê dê tîrêjên X di STXM-ê de asteng bikin.
Lêkolîneran, bi xebata li NTNU NanoLab, pirsgirêka substratê çareser kirin bi veşartina mîkromagnetê xwe di bin qatek karbonê de da ku taybetmendiyên wê yên magnetîkî biparêzin.
Paşê wan bi baldarî û rastbûnek diyarkirî substrata li jêr bi tîrêjek îyonên gallyûmê ya fokuskirî qut kirin heta ku tenê tebeqeyek pir zirav ma. Pêvajoya dijwar dikare heşt demjimêran ji bo her nimûneyek bidome - û yek şaşbûnek dikare bibe sedema karesatekê.
"Tiştê girîng ev e ku, eger hûn magnetîzmê bikujin, em ê berî ku em li Berlînê rûnin vê yekê nizanin," ew dibêje. "Hîle, bê guman, ew e ku meriv ji yekê zêdetir nimûneyan bîne."
Ji fîzîka bingehîn bigire heya cîhazên pêşerojê
Bi xêra Xwedê ew kar kir, û tîmê nimûneyên xwe yên bi baldarî amadekirî bikar anîn da ku nexşeyê nîşan bidin ka domainên mîkromıknatîsê çawa bi demê re mezin dibin û piçûk dibin. Wan her wiha simulasyonên komputerê çêkirin da ku çêtir fêm bikin ka kîjan hêz dixebitin.
Her wiha pêşxistina zanîna me ya fîzîka bingehîn, fêmkirina ka magnetîzm çawa di van dirêjahî û pîvanên demê de dixebite, dikare di afirandina cîhazên pêşerojê de bibe alîkar.
Mıknatîsîzm ji bo hilanîna daneyan tê bikaranîn, lê lêkolîner niha li rêyan digerin ku wê bêtir bikar bînin. Mînakî, helwestên mıknatîsî yên navika vorteksê û qadên mîkromıknatîsekê dikarin ji bo kodkirina agahdariyê bi şiklê 0 û 1an werin bikaranîn.
Lêkolîner niha armanc dikin ku vê xebatê bi materyalên dij-ferromanyetîk dubare bikin, ku bandora netîce ya kêliyên manyetîk ên ferdî betal dibe. Ev di warê komputerê de sozdar in - di teorîyê de, materyalên dij-ferromanyetîk dikarin ji bo çêkirina cîhazên ku hewceyê enerjiya hindik in û her çend hêz qut bibe jî sabît dimînin werin bikar anîn - lê lêkolîna wan pir dijwartir e ji ber ku sînyalên ku ew çêdikin dê pir qelstir bin.
Tevî wê dijwarîyê jî, Folven geşbîn e. Ew dibêje, "Me qonaxa yekem bi nîşandana ku em dikarin nimûneyan çêbikin û bi tîrêjên X-ê li wan binêrin, derbas kir. Gava din ew e ku em bibînin ka em dikarin nimûneyên bi kalîteyek têra xwe bilind çêbikin da ku ji materyalek dij-ferromanyetîk sînyala têr bistînin."
Dema weşandinê: 10ê Gulana 2021an