НТНУ тикшерүчеләре магнит материалларына кечкенә масштабларда яктылык бирәләр, бик якты рентген нурлары ярдәмендә кино ясап.
Эрик Фолвен, НТНУ Электрон Системалар Департаментының оксид электроника төркеменең уртак директоры һәм НТНУ һәм Бельгиядәге Гент Университеты хезмәттәшләре тышкы магнит кыры бозылганда нечкә фильмлы микромагнитларның ничек үзгәрүен карарга юл тоттылар.Бу әсәр өлешчә НТНУ Нано һәм Норвегиянең Тикшеренү Советы тарафыннан финансланган, Физик күзәтү тикшеренүләре журналында басылган.
Кечкенә магнитлар
Эйнар Стандарт Digernes экспериментларда кулланылган кечкенә квадрат магнитларны уйлап тапты.
НТНУ кандидаты ясаган кечкенә квадрат магнитлар.кандидат Эйнар Стандарт Digernes, киңлеге ике микрометр гына һәм дүрт өчпочмаклы доменга бүленәләр, аларның һәрберсе төрле магнит юнәлеше белән магнит тирәсендә сәгать яисә сәгатькә каршы юнәлешне күрсәтәләр.
Кайбер магнит материалларында, атомнарның кечерәк төркемнәре домен дип аталган өлкәләргә кушылалар, анда барлык электроннар бер үк магнит юнәлешенә ия.
NTNU магнитларында бу доменнар үзәк ноктада - вортекс үзәгендә очрашалар, монда магнит моменты турыдан-туры материал яссылыгына яки чыга.
"Без магнит кырын кулланганда, бу доменнарның күбесе шул ук юнәлештә күрсәтеләчәк", ди Фолвен."Алар үсә һәм кысылырга мөмкин, аннары алар бер-берсенә кушылырга мөмкин."
Электроннар яктылык тизлегендә диярлек
Моны күрү җиңел түгел.Тикшерүчеләр үзләренең микромагнитларын 80 м киңлектәге донут формасындагы синхротронга алып киттеләр, BESSY II дип аталган, Берлинда, электроннар яктылык тизлегендә сәяхәт иткәнче тизләнәләр.Бу тиз хәрәкәтләнүче электроннар бик якты рентген нурлары чыгаралар.
"Без бу рентгеннарны алабыз һәм аларны микроскопта яктылык итеп кулланабыз", ди Фолвен.
Электроннар синхротрон тирәсендә ике наносекунд белән аерылган төркемнәрдә йөргәнгә, алар чыгарган рентген нурлары төгәл импульс белән килә.
Сканерлау рентген микроскопы, яки STXM, бу рентгенны материалның магнит структурасының скриншотын ясау өчен ала.Бу скриншотларны бергә туплап, тикшерүчеләр асылда микромагнитның вакыт узу белән ничек үзгәрүен күрсәтүче кино ясый алалар.
STXM ярдәмендә Фолвен һәм аның хезмәттәшләре микромагнитларны магнит кыры тудырган ток импульсы белән боздылар, һәм доменнарның форма үзгәрүен һәм вортекс үзәгенең үзәктән күчүен күрделәр.
"Сездә бик кечкенә магнит бар, аннары сез аны төртеп, яңадан урнашканда сурәтләргә тырышасыз", ди ул.Аннан соң, алар үзәкнең уртага әйләнеп кайтуларын күрделәр, ләкин туры сызык түгел, әйләнүче юл буйлап.
"Бу үзәккә бию төре булыр", ди Фолвен.
Бер тайгак һәм бетте
Чөнки алар эпитаксиаль материалларны өйрәнәләр, алар субстрат өстендә ясалган, тикшерүчеләргә материалның үзлекләрен үзгәртергә мөмкинлек бирә, ләкин рентген нурларын STXMда блоклый.
NTNU NanoLab-та эшләп, тикшерүчеләр субстрат проблемаларын магнит үзлекләрен саклау өчен микромагнитны углерод катламы астына күмеп чиштеләр.
Аннары алар субстратны җентекләп һәм төгәл итеп галлий ионнарының төп нуры белән кисеп алдылар, бик нечкә катлам гына калганчы.Авыр эш процессы үрнәк өчен сигез сәгать дәвам итә ала, һәм бер тайпылу афәтне әйтергә мөмкин.
"Иң мөһиме, әгәр сез магнитизмны үтерсәгез, без Берлинда утырганчы белмибез", ди ул."Хәйлә, әлбәттә, бердән артык үрнәк китерү."
Фундаменталь физикадан киләчәк җайланмаларга
Бәхеткә каршы, бу эшләде, һәм коллектив җентекләп әзерләнгән үрнәкләрен кулланып, микромагнитның доменнары ничек үсә һәм кими бара.Алар шулай ук нинди көчләрнең эшләвен яхшырак аңлау өчен компьютер симуляцияләрен ясадылар.
Фундаменталь физика турындагы белемнәребезне арттыру белән бергә, магнитизмның бу озынлыкта һәм вакыт масштабында ничек эшләвен аңлау киләчәк җайланмалар булдыруда ярдәм итә ала.
Магнитизм мәгълүмат саклау өчен инде кулланыла, ләкин тикшерүчеләр хәзерге вакытта аны куллану юлларын эзлиләр.Вортекс үзәгенең магнит юнәлешләре һәм микромагнит доменнары, мәсәлән, мәгълүматны 0s һәм 1s формасында кодлау өчен кулланылырга мөмкин.
Тикшерүчеләр хәзерге вакытта бу эшне анти-ферромагнит материаллары белән кабатларга уйлыйлар, монда аерым магнит моментларының чиста эффекты юкка чыга.Бу исәпләүгә килгәндә өмет бирә - теория буенча, анти-ферромагнит материаллар аз энергия таләп итә торган җайланмалар ясау өчен кулланылырга мөмкин, һәм көч югалса да тотрыклы булып кала, ләкин тикшерү өчен күп хәйләкәр, чөнки алар ясаган сигналлар күпкә көчсезрәк булачак. .
Бу проблемага карамастан, Фолвен оптимистик."Без беренче җирне үрнәкләр ясый алуыбызны күрсәтеп күрсәттек һәм рентген нурлары белән карый алабыз", ди ул."Киләсе адым анти-ферромагнит материалдан җитәрлек сигнал алу өчен җитәрлек сыйфатлы үрнәкләр ясый алуыбызны карау."
Пост вакыты: 10-2021 май