3D మాగ్నెటిక్ నానోస్ట్రక్చర్లలో పురోగతి ఆధునిక కంప్యూటింగ్‌ను మార్చగలదు

శాస్త్రవేత్తలు శక్తివంతమైన పరికరాల సృష్టి వైపు ఒక అడుగు వేశారుఅయస్కాంత స్పిన్-ఐస్ అని పిలువబడే పదార్థం యొక్క మొట్టమొదటి త్రిమితీయ ప్రతిరూపాన్ని సృష్టించడం ద్వారా ఛార్జ్ చేయండి.

స్పిన్ ఐస్ పదార్థాలు చాలా అసాధారణమైనవి ఎందుకంటే అవి అయస్కాంతం యొక్క ఒకే ధ్రువం వలె ప్రవర్తించే లోపాలు అని పిలవబడే వాటిని కలిగి ఉంటాయి.

ఈ ఏక ధ్రువ అయస్కాంతాలను అయస్కాంత మోనోపోల్స్ అని కూడా పిలుస్తారు, ఇవి ప్రకృతిలో ఉండవు; ప్రతి అయస్కాంత పదార్థాన్ని రెండుగా కత్తిరించినప్పుడు అది ఎల్లప్పుడూ ఉత్తర మరియు దక్షిణ ధ్రువాలతో కొత్త అయస్కాంతాన్ని సృష్టిస్తుంది.

దశాబ్దాలుగా శాస్త్రవేత్తలు సహజంగా సంభవించే ఆధారాల కోసం చాలా దూరం వెతుకుతున్నారుఅయస్కాంత ప్రకృతి యొక్క ప్రాథమిక శక్తులను చివరకు ప్రతిదాని సిద్ధాంతంగా వర్గీకరించి, భౌతిక శాస్త్రాన్ని ఒకే పైకప్పు క్రింద ఉంచాలనే ఆశతో మోనోపోల్స్.

అయితే, ఇటీవలి సంవత్సరాలలో భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు ద్విమితీయ స్పిన్-ఐస్ పదార్థాలను సృష్టించడం ద్వారా అయస్కాంత మోనోపోల్ యొక్క కృత్రిమ వెర్షన్లను ఉత్పత్తి చేయగలిగారు.

ఈ రోజు వరకు ఈ నిర్మాణాలు అయస్కాంత మోనోపోల్‌ను విజయవంతంగా ప్రదర్శించాయి, కానీ పదార్థం ఒకే సమతలానికి పరిమితం అయినప్పుడు అదే భౌతిక శాస్త్రాన్ని పొందడం అసాధ్యం. నిజానికి, స్పిన్-ఐస్ లాటిస్ యొక్క నిర్దిష్ట త్రిమితీయ జ్యామితి దాని అసాధారణ సామర్థ్యానికి కీలకం, ఇది అనుకరించే చిన్న నిర్మాణాలను సృష్టించే అసాధారణ సామర్థ్యానికి కీలకంఅయస్కాంతమోనోపోల్స్.

నేచర్ కమ్యూనికేషన్స్‌లో ఈరోజు ప్రచురించబడిన ఒక కొత్త అధ్యయనంలో, కార్డిఫ్ విశ్వవిద్యాలయ శాస్త్రవేత్తల నేతృత్వంలోని బృందం అధునాతన రకం 3D ప్రింటింగ్ మరియు ప్రాసెసింగ్‌ను ఉపయోగించి స్పిన్-ఐస్ పదార్థం యొక్క మొట్టమొదటి 3D ప్రతిరూపాన్ని సృష్టించింది.

3D ప్రింటింగ్ టెక్నాలజీ కృత్రిమ స్పిన్-ఐస్ యొక్క జ్యామితిని రూపొందించడానికి వీలు కల్పించిందని, అంటే వ్యవస్థలలో అయస్కాంత మోనోపోల్స్ ఏర్పడే మరియు కదిలే విధానాన్ని వారు నియంత్రించగలరని బృందం చెబుతోంది.

3Dలో మినీ మోనోపోల్ అయస్కాంతాలను మార్చగలగడం వల్ల, మెరుగైన కంప్యూటర్ నిల్వ నుండి మానవ మెదడు యొక్క నాడీ నిర్మాణాన్ని అనుకరించే 3D కంప్యూటింగ్ నెట్‌వర్క్‌ల సృష్టి వరకు అనేక అప్లికేషన్‌లు తెరవబడతాయని వారు చెబుతున్నారు.

"10 సంవత్సరాలకు పైగా శాస్త్రవేత్తలు కృత్రిమ స్పిన్-ఐస్‌ను రెండు కోణాలలో సృష్టించి అధ్యయనం చేస్తున్నారు. అటువంటి వ్యవస్థలను త్రిమితీయాలకు విస్తరించడం ద్వారా మనం స్పిన్-ఐస్ మోనోపోల్ ఫిజిక్స్ యొక్క మరింత ఖచ్చితమైన ప్రాతినిధ్యాన్ని పొందుతాము మరియు ఉపరితలాల ప్రభావాన్ని అధ్యయనం చేయగలుగుతాము" అని కార్డిఫ్ విశ్వవిద్యాలయం యొక్క స్కూల్ ఆఫ్ ఫిజిక్స్ అండ్ ఆస్ట్రానమీ నుండి ప్రధాన రచయిత డాక్టర్ సామ్ లడక్ అన్నారు.

"నానోస్కేల్‌పై డిజైన్ ద్వారా స్పిన్-ఐస్ యొక్క ఖచ్చితమైన 3D ప్రతిరూపాన్ని ఎవరైనా సృష్టించగలిగిన మొదటిసారి ఇది."

ఈ కృత్రిమ స్పిన్-ఐస్‌ను అత్యాధునిక 3D నానోఫ్యాబ్రికేషన్ పద్ధతులను ఉపయోగించి సృష్టించారు, దీనిలో చిన్న నానోవైర్‌లను నాలుగు పొరలుగా ఒక లాటిస్ నిర్మాణంలో పేర్చారు, ఇది మొత్తం మీద మానవ జుట్టు వెడల్పు కంటే తక్కువగా కొలుస్తుంది.

అయస్కాంతత్వానికి సున్నితంగా ఉండే మాగ్నెటిక్ ఫోర్స్ మైక్రోస్కోపీ అని పిలువబడే ఒక ప్రత్యేక రకం మైక్రోస్కోపీని పరికరంలో ఉన్న అయస్కాంత ఛార్జీలను దృశ్యమానం చేయడానికి ఉపయోగించారు, దీని వలన బృందం 3D నిర్మాణం అంతటా సింగిల్-పోల్ అయస్కాంతాల కదలికను ట్రాక్ చేయడానికి వీలు కల్పించింది.

"మా పని చాలా ముఖ్యమైనది ఎందుకంటే ఇది నానోస్కేల్ 3D ప్రింటింగ్ టెక్నాలజీలను సాధారణంగా రసాయన శాస్త్రం ద్వారా సంశ్లేషణ చేయబడిన పదార్థాలను అనుకరించడానికి ఉపయోగించవచ్చని చూపిస్తుంది" అని డాక్టర్ లడక్ కొనసాగించారు.

"అంతిమంగా, ఈ పని నవల అయస్కాంత మెటామెటీరియల్‌లను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఒక మార్గాన్ని అందించగలదు, ఇక్కడ ఒక కృత్రిమ జాలక యొక్క 3D జ్యామితిని నియంత్రించడం ద్వారా పదార్థ లక్షణాలు ట్యూన్ చేయబడతాయి.

"హార్డ్ డిస్క్ డ్రైవ్ లేదా మాగ్నెటిక్ రాండమ్ యాక్సెస్ మెమరీ పరికరాలు వంటి అయస్కాంత నిల్వ పరికరాలు, ఈ పురోగతి ద్వారా భారీగా ప్రభావితమయ్యే మరొక ప్రాంతం. ప్రస్తుత పరికరాలు అందుబాటులో ఉన్న మూడు కోణాలలో రెండింటిని మాత్రమే ఉపయోగిస్తున్నందున, ఇది నిల్వ చేయగల సమాచారం మొత్తాన్ని పరిమితం చేస్తుంది. అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ఉపయోగించి మోనోపోల్స్‌ను 3D లాటిస్ చుట్టూ తరలించవచ్చు కాబట్టి, అయస్కాంత ఛార్జ్ ఆధారంగా నిజమైన 3D నిల్వ పరికరాన్ని సృష్టించడం సాధ్యమవుతుంది."