ວິທີການໃຫມ່ເພື່ອເບິ່ງການເຮັດວຽກພາຍໃນຂອງແມ່ເຫຼັກຂະຫນາດນ້ອຍ

ນັກຄົ້ນຄວ້າຈາກ NTNU ກໍາລັງສ່ອງແສງໃສ່ວັດສະດຸແມ່ເຫຼັກໃນລະດັບຂະຫນາດນ້ອຍໂດຍການສ້າງຮູບເງົາດ້ວຍການຊ່ວຍເຫຼືອຂອງ X-rays ທີ່ສົດໃສທີ່ສຸດ.

Erik Folven, ຜູ້ປະສານງານຂອງກຸ່ມເອເລັກໂຕຣນິກອອກໄຊທີ່ພະແນກລະບົບເອເລັກໂຕຣນິກຂອງ NTNU, ແລະເພື່ອນຮ່ວມງານຈາກ NTNU ແລະມະຫາວິທະຍາໄລ Ghent ໃນແບນຊິກໄດ້ກໍານົດເພື່ອເບິ່ງວ່າຈຸນລະພາກຟິມບາງໆປ່ຽນແປງແນວໃດເມື່ອຖືກລົບກວນໂດຍສະຫນາມແມ່ເຫຼັກພາຍນອກ.ວຽກງານດັ່ງກ່າວ, ໄດ້ຮັບການສະຫນັບສະຫນູນບາງສ່ວນໂດຍ NTNU Nano ແລະສະພາການຄົ້ນຄວ້າຂອງນໍເວ, ໄດ້ຖືກຈັດພີມມາຢູ່ໃນວາລະສານການທົບທວນທາງດ້ານຮ່າງກາຍ.

ແມ່ເຫຼັກນ້ອຍ

Einar Standal Digernes ໄດ້ປະດິດແມ່ເຫຼັກຮູບສີ່ຫຼ່ຽມມົນນ້ອຍໆທີ່ໃຊ້ໃນການທົດລອງ.

ແມ່ເຫຼັກສີ່ຫຼ່ຽມມົນນ້ອຍ, ສ້າງໂດຍ NTNU Ph.D.ຜູ້ສະຫມັກ Einar Standal Digernes, ມີຄວາມກວ້າງພຽງແຕ່ສອງໄມໂຄແມັດແລະແບ່ງອອກເປັນສີ່ສີ່ຫລ່ຽມສາມຫລ່ຽມ, ແຕ່ລະຄົນມີທິດທາງສະນະແມ່ເຫຼັກທີ່ແຕກຕ່າງກັນຊີ້ຕາມເຂັມໂມງຫຼືຕ້ານການເຂັມໂມງປະມານແມ່ເຫຼັກ.

ໃນວັດສະດຸສະນະແມ່ເຫຼັກບາງ, ກຸ່ມນ້ອຍຂອງອະຕອມຮ່ວມກັນເຂົ້າໄປໃນເຂດທີ່ເອີ້ນວ່າໂດເມນ, ເຊິ່ງເອເລັກໂຕຣນິກທັງຫມົດມີທິດທາງແມ່ເຫຼັກດຽວກັນ.

ໃນແມ່ເຫຼັກ NTNU, ໂດເມນເຫຼົ່ານີ້ພົບກັນຢູ່ຈຸດສູນກາງ - ແກນ vortex - ບ່ອນທີ່ປັດຈຸບັນແມ່ເຫຼັກຊີ້ໂດຍກົງໃນຫຼືອອກຈາກຍົນຂອງວັດສະດຸ.

"ເມື່ອພວກເຮົານໍາໃຊ້ພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ, ຫຼາຍກວ່າແລະຫຼາຍຂອງໂດເມນເຫຼົ່ານີ້ຈະຊີ້ໄປໃນທິດທາງດຽວກັນ," Folven ເວົ້າ."ພວກເຂົາສາມາດເຕີບໃຫຍ່ແລະພວກມັນສາມາດຫົດຕົວ, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນພວກມັນສາມາດລວມເຂົ້າກັນໄດ້."

ເອເລັກໂຕຣນິກເກືອບຢູ່ໃນຄວາມໄວຂອງແສງ

ເຫັນສິ່ງນີ້ເກີດຂຶ້ນບໍ່ແມ່ນເລື່ອງງ່າຍ.ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ເອົາແມ່ເຫຼັກຈຸນລະພາກຂອງພວກເຂົາໄປໃສ່ synchrotron ທີ່ມີຮູບ donut ກວ້າງ 80m, ທີ່ຮູ້ຈັກໃນນາມ BESSY II, ໃນ Berlin, ບ່ອນທີ່ເອເລັກໂຕຣນິກໄດ້ຖືກເລັ່ງຈົນກ່ວາພວກເຂົາເຈົ້າກໍາລັງເດີນທາງໃນເກືອບຄວາມໄວຂອງແສງ.ອິເລັກຕອນທີ່ເຄື່ອນທີ່ໄວເຫຼົ່ານັ້ນປ່ອຍແສງ X-rays ທີ່ສົດໃສທີ່ສຸດ.

"ພວກເຮົາເອົາ X-rays ເຫຼົ່ານີ້ແລະນໍາໃຊ້ພວກມັນເປັນແສງສະຫວ່າງໃນກ້ອງຈຸລະທັດຂອງພວກເຮົາ," Folven ເວົ້າ.

ເນື່ອງຈາກວ່າເອເລັກໂຕຣນິກເຄື່ອນທີ່ອ້ອມຮອບ synchrotron ເປັນຊໍ່ແຍກອອກດ້ວຍສອງ nanoseconds, X-rays ທີ່ພວກເຂົາປ່ອຍອອກມາໃນກໍາມະຈອນທີ່ຊັດເຈນ.

ການສະແກນກ້ອງຈຸລະທັດ X-ray, ຫຼື STXM, ໃຊ້ແສງ X-rays ເພື່ອສ້າງພາບຖ່າຍຂອງໂຄງສ້າງແມ່ເຫຼັກຂອງວັດສະດຸ.ໂດຍການເອົາຮູບຖ່າຍເຫຼົ່ານີ້ເຂົ້າກັນ, ນັກຄົ້ນຄວ້າສາມາດສ້າງຮູບເງົາທີ່ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງການປ່ຽນແປງຂອງ micromagnet ໃນໄລຍະເວລາ.

ດ້ວຍຄວາມຊ່ອຍເຫລືອຂອງ STXM, Folven ແລະເພື່ອນຮ່ວມງານຂອງລາວໄດ້ລົບກວນ micromagnets ຂອງພວກເຂົາດ້ວຍກໍາມະຈອນຂອງປະຈຸບັນທີ່ສ້າງສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ, ແລະເຫັນວ່າໂດເມນມີການປ່ຽນແປງຮູບຮ່າງແລະ vortex core ຍ້າຍອອກຈາກສູນກາງ.

ລາວເວົ້າວ່າ "ເຈົ້າມີແມ່ເຫຼັກນ້ອຍຫຼາຍ, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນເຈົ້າໄດ້ຈູດມັນແລະພະຍາຍາມສ້າງຮູບພາບທີ່ມັນຕົກລົງອີກເທື່ອຫນຶ່ງ," ລາວເວົ້າ.ຫລັງຈາກນັ້ນ, ພວກເຂົາເຫັນແກນກັບຄືນສູ່ກາງ - ແຕ່ໄປຕາມເສັ້ນທາງທີ່ຫມຸນວຽນ, ບໍ່ແມ່ນເສັ້ນຊື່.

Folven ເວົ້າວ່າ "ມັນຈະເຕັ້ນໄປຫາສູນກາງ.

ຫນຶ່ງເລື່ອນແລະມັນສິ້ນສຸດລົງ

ນັ້ນແມ່ນຍ້ອນວ່າພວກເຂົາສຶກສາວັດສະດຸ epitaxial, ເຊິ່ງຖືກສ້າງຂື້ນຢູ່ເທິງຊັ້ນຍ່ອຍທີ່ຊ່ວຍໃຫ້ນັກຄົ້ນຄວ້າປັບປຸງຄຸນສົມບັດຂອງວັດສະດຸ, ແຕ່ຈະສະກັດກັ້ນ X-rays ໃນ STXM.

ເຮັດວຽກຢູ່ໃນ NTNU NanoLab, ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ແກ້ໄຂບັນຫາ substrate ໂດຍການຝັງ micromagnet ຂອງເຂົາເຈົ້າພາຍໃຕ້ຊັ້ນຂອງຄາບອນເພື່ອປົກປ້ອງຄຸນສົມບັດແມ່ເຫຼັກຂອງມັນ.

ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ພວກເຂົາເຈົ້າໄດ້ຕັດອອກຢ່າງລະມັດລະວັງແລະຊັດເຈນຂອງຊັ້ນໃຕ້ດິນທີ່ມີ beam ສຸມໃສ່ຂອງ gallium ions ຈົນກ່ວາພຽງແຕ່ຊັ້ນບາງໆຫຼາຍ.ຂະບວນການເຈັບປວດສາມາດໃຊ້ເວລາແປດຊົ່ວໂມງຕໍ່ຕົວຢ່າງ - ແລະການເລື່ອນຫນຶ່ງສາມາດສະກົດໄພພິບັດ.

"ສິ່ງທີ່ສໍາຄັນແມ່ນວ່າ, ຖ້າທ່ານຂ້າແມ່ເຫຼັກ, ພວກເຮົາຈະບໍ່ຮູ້ວ່າກ່ອນທີ່ພວກເຮົາຈະນັ່ງຢູ່ໃນເບີລິນ," ລາວເວົ້າ."ເຄັດລັບແມ່ນ, ແນ່ນອນ, ເອົາຫຼາຍກວ່າຫນຶ່ງຕົວຢ່າງ."

ຈາກຟີຊິກພື້ນຖານໄປສູ່ອຸປະກອນໃນອະນາຄົດ

ໂຊກດີທີ່ມັນໄດ້ເຮັດວຽກ, ແລະທີມງານໄດ້ນໍາໃຊ້ຕົວຢ່າງທີ່ກຽມໄວ້ຢ່າງລະມັດລະວັງຂອງພວກເຂົາເພື່ອຕາຕະລາງວິທີການໂດເມນຂອງຈຸນລະພາກຂະຫຍາຍຕົວແລະຫຼຸດລົງຕາມເວລາ.ພວກເຂົາເຈົ້າຍັງໄດ້ສ້າງການຈໍາລອງຄອມພິວເຕີເພື່ອເຂົ້າໃຈດີຂຶ້ນກ່ຽວກັບສິ່ງທີ່ກໍາລັງເຮັດວຽກ.

ເຊັ່ນດຽວກັນກັບການກ້າວຫນ້າຄວາມຮູ້ຂອງພວກເຮົາກ່ຽວກັບຟີຊິກພື້ນຖານ, ຄວາມເຂົ້າໃຈວິທີການແມ່ເຫຼັກເຮັດວຽກຢູ່ໃນຂະຫນາດແລະເວລາເຫຼົ່ານີ້ອາດຈະເປັນປະໂຫຍດໃນການສ້າງອຸປະກອນໃນອະນາຄົດ.

ການສະກົດຈິດໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ແລ້ວສໍາລັບການເກັບຮັກສາຂໍ້ມູນ, ແຕ່ນັກຄົ້ນຄວ້າກໍາລັງຊອກຫາວິທີທີ່ຈະຂຸດຄົ້ນມັນຕື່ມອີກ.ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ທິດທາງແມ່ເຫຼັກຂອງແກນ vortex ແລະໂດເມນຂອງແມ່ເຫຼັກຈຸນລະພາກ, ບາງທີອາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອເຂົ້າລະຫັດຂໍ້ມູນໃນຮູບແບບຂອງ 0s ແລະ 1s.

ນັກຄົ້ນຄວ້າໃນປັດຈຸບັນມີຈຸດປະສົງທີ່ຈະເຮັດຊ້ໍາວຽກງານນີ້ກັບອຸປະກອນການຕ້ານການ ferromagnetic, ບ່ອນທີ່ຜົນກະທົບສຸດທິຂອງປັດຈຸບັນແມ່ເຫຼັກຂອງບຸກຄົນຍົກເລີກອອກ.ເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນມີແນວໂນ້ມໃນເວລາທີ່ມັນມາກັບຄອມພິວເຕີ້ - ໃນທາງທິດສະດີ, ວັດສະດຸຕ້ານການ ferromagnetic ສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອເຮັດໃຫ້ອຸປະກອນທີ່ຕ້ອງການພະລັງງານຫນ້ອຍແລະມີຄວາມຫມັ້ນຄົງເຖິງແມ່ນວ່າໃນເວລາທີ່ພະລັງງານຈະສູນເສຍ - ແຕ່ຫຼາຍ tricker ທີ່ຈະສືບສວນເນື່ອງຈາກວ່າສັນຍານທີ່ເຂົາເຈົ້າຜະລິດຈະອ່ອນແອຫຼາຍ. .

ເຖິງວ່າຈະມີສິ່ງທ້າທາຍນັ້ນ, Folven ແມ່ນມີຄວາມຫວັງໃນແງ່ດີ."ພວກເຮົາໄດ້ກວມເອົາພື້ນທີ່ທໍາອິດໂດຍສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າພວກເຮົາສາມາດສ້າງຕົວຢ່າງແລະເບິ່ງຜ່ານພວກມັນດ້ວຍ X-ray," ລາວເວົ້າ."ຂັ້ນຕອນຕໍ່ໄປແມ່ນເພື່ອເບິ່ງວ່າພວກເຮົາສາມາດສ້າງຕົວຢ່າງທີ່ມີຄຸນນະພາບພຽງພໍເພື່ອໃຫ້ໄດ້ສັນຍານພຽງພໍຈາກວັດສະດຸຕ້ານແມ່ເຫຼັກ."