Manazava ireo fitaovana magnetika amin'ny ambaratonga kely ireo mpikaroka avy amin'ny NTNU amin'ny alàlan'ny famoronana sarimihetsika miaraka amin'ny fanampian'ny taratra X tena mamiratra.
I Erik Folven, mpiara-mitantana ny vondrona elektronika oksida ao amin'ny Departemantan'ny Rafitra Elektronika ao amin'ny NTNU, sy ireo mpiara-miasa avy amin'ny NTNU sy ny Oniversiten'i Ghent any Belzika dia nanomboka nijery ny fiovan'ny andriamby manify rehefa voahelingelina amin'ny sehatra andriamby ivelany. Ny asa, izay vatsian'ny NTNU Nano sy ny Filankevitry ny Fikarohana any Norvezy vola, dia navoaka tao amin'ny gazety Physical Review Research.
Magneta kely
I Einar Standal Digernes no namorona ireo andriamby kely efa-joro nampiasaina tamin'ireo andrana.
Ireo andriamby kely efamira, noforonin'i Einar Standal Digernes, kandidà NTNU Ph.D., dia roa mikrômetatra monja ny sakany ary mizara ho faritra telozoro efatra, izay samy manana fironana andriamby samihafa manondro miankavia na miankavanana manodidina ireo andriamby.
Ao amin'ny fitaovana magnetika sasany, ireo vondrona atôma kely kokoa dia mifamatotra ho faritra antsoina hoe sehatra, izay samy manana fironana magnetika mitovy ny elektrôna rehetra.
Ao amin'ny andriamby NTNU, ireo sehatra ireo dia mihaona amin'ny teboka afovoany iray—ny fotony vortex—izay itodihan'ny hery magnetika mivantana ao anatiny na ivelan'ny velaran'ny fitaovana.
“Rehefa mampihatra saha magnetika isika, dia mihamaro hatrany ireo sehatra ireo no hitodika amin'ny lalana iray ihany,” hoy i Folven. “Afaka mitombo sy mihena izy ireo, ary avy eo dia afaka miray hina.”
Saika mitovy amin'ny hafainganam-pandehan'ny hazavana ny elektrôna
Tsy mora ny mahita izany mitranga. Nentin'ireo mpikaroka tany amin'ny synchrotron miendrika donut mirefy 80m ny andriamby bitika, fantatra amin'ny anarana hoe BESSY II, any Berlin, izay anafainganana ny elektrôna mandra-pahatonga azy ireo handeha amin'ny hafainganam-pandehan'ny hazavana. Avy eo dia mamoaka taratra X mamirapiratra be ireo elektrôna mihetsika haingana ireo.
"Maka ireo taratra X ireo izahay ary mampiasa azy ireo ho toy ny hazavana ao amin'ny mikraoskaopy anay," hoy i Folven.
Satria mandeha manodidina ny synchrotron amin'ny endrika andiany misaraka roa nanosegondra ny elektrôna, dia tonga amin'ny pulsa mazava tsara ny taratra X avoakany.
Ny mikraoskaopy taratra X amin'ny alalan'ny "scanning transmission X-ray", na STXM, dia maka ireo taratra X ireo mba hamoronana sary an-tsaina ny rafitra magnetika ao amin'ilay fitaovana. Amin'ny fampiarahana ireo sary ireo, dia afaka mamorona sarimihetsika mampiseho ny fiovan'ilay andriamby bitika rehefa mandeha ny fotoana ireo mpikaroka.
Noho ny fanampian'ny STXM, i Folven sy ireo mpiara-miasa aminy dia nanelingelina ireo andriamby bitika tamin'ny alalan'ny fitempon'ny herinaratra izay namorona saha magnetika, ary nahita ny fiovan'ny endrika ireo sehatra ary ny fotony vortex nifindra avy teo afovoany.
“Manana andriamby kely dia kely ianao, ary avy eo dia atsofohy ary ezahinao alaina sary an-tsaina rehefa mipetraka indray izy”, hoy izy. Taorian'izay, dia hitan'izy ireo niverina teo afovoany ny fotony—saingy tamin'ny lalana miolikolika, fa tsy tsipika mahitsy.
"Handihy miverina eo afovoany izy io," hoy i Folven.
Fahadisoana iray dia vita
Izany dia satria mandalina fitaovana epitaxial izy ireo, izay noforonina eo ambonin'ny substrate izay ahafahan'ny mpikaroka manova ny toetran'ny fitaovana, saingy hanakana ny taratra X ao amin'ny STXM.
Niasa tao amin'ny NTNU NanoLab ireo mpikaroka, ary namaha ny olan'ny substrate tamin'ny fandevenana ny micromagnet-ny teo ambanin'ny sosona karbônina mba hiarovana ny toetrany magnetika.
Avy eo dia notapatapahin'izy ireo tamim-pitandremana sy tamim-pitandremana ny sosona ambanin'ny tany tamin'ny alalan'ny taratra ion gallium mifantoka mandra-pahatongan'ny sosona manify dia manify sisa tavela. Mety haharitra adiny valo isaky ny santionany ny dingana sarotra—ary mety hiteraka loza ny fahadisoana iray monja.
“Ny tena zava-dehibe dia raha vonoinao ny hery misintona, dia tsy ho fantatsika izany raha tsy efa mipetraka any Berlin isika,” hoy izy. “Mazava ho azy fa ny hafetsena dia ny mitondra santionany mihoatra ny iray.”
Manomboka amin'ny fizika fototra ka hatramin'ny fitaovana ho avy
Soa ihany fa nahomby izany, ary nampiasa ny santionany nomanina tsara ny ekipa mba hanoritana ny fomba fitomboan'ny sy fihenan'ny sehatry ny andriamby bitika rehefa mandeha ny fotoana. Namorona simulation amin'ny ordinatera ihany koa izy ireo mba hahatakarana bebe kokoa ny hery miasa.
Ankoatra ny fampiroboroboana ny fahalalantsika momba ny fizika fototra, ny fahatakarana ny fomba fiasan'ny andriamby amin'ireo halava sy fotoana ireo dia mety hanampy amin'ny famoronana fitaovana ho avy.
Efa ampiasaina amin'ny fitahirizana angona ny andriamby, saingy mitady fomba hampiasana azy bebe kokoa ireo mpikaroka amin'izao fotoana izao. Ny fironana andriamby amin'ny fotony vortex sy ny sehatry ny andriamby bitika, ohatra, dia mety azo ampiasaina handikana fampahalalana amin'ny endrika 0 sy 1.
Mikendry ny hamerina ity asa ity amin'ny fitaovana anti-ferromagnetika ireo mpikaroka ankehitriny, izay tsy misy fiantraikany amin'ny hery magnetika tsirairay. Mampanantena ireo raha ny amin'ny informatika—amin'ny teoria, ny fitaovana anti-ferromagnetika dia azo ampiasaina hanamboarana fitaovana izay tsy mila angovo firy ary mijanona ho marin-toerana na dia very aza ny herinaratra—saingy sarotra kokoa ny mikaroka azy ireo satria ho malemy kokoa ny famantarana vokariny.
Na eo aza izany fanamby izany, dia manantena i Folven. "Efa voavahantsika ny olana voalohany amin'ny fampisehoana fa afaka manao santionany isika ary mijery azy ireo amin'ny alalan'ny taratra X," hoy izy. "Ny dingana manaraka dia ny mijery raha afaka manao santionany avo lenta isika mba hahazoana famantarana ampy avy amin'ny fitaovana anti-ferromagnetika."
Fotoana fandefasana: 10 Mey 2021