NTNU-nun tədqiqatçıları bəzi son dərəcə parlaq rentgen şüalarının köməyi ilə filmlər yaratmaqla kiçik tərəzilərdə maqnit materiallarına işıq salırlar.
Erik Folven, NTNU-nun Elektron Sistemlər şöbəsinin və Belçikadakı NTNU və Gent Universitetinin həmkarlarının həmkarları, xarici maqnit meydançası ilə necə incə mikromagnetlərin dəyişdiyini görmək üçün yola çıxdı. NTNU Nano və Norveç Tədqiqat Şurası tərəfindən qismən maliyyələşdirilən iş, fiziki baxış araşdırması jurnalında nəşr olundu.
Xırdaca maqnitlər
Einar Məhkəmə Digernes təcrübələrdə istifadə olunan kiçik kvadrat maqnitləri icad etdi.
NTNU Ph.D tərəfindən yaradılan kiçik kvadrat maqnitlər. Namizəd Einar Məhkəməsi Digernes, yalnız iki mikrometrdir və dörd üçbucaqlı domenə bölünür, hər biri dörd üçbucaqlı bir istiqamətə bölünür və maqnit ətrafında saat yönünde və ya saat yönünün əksinə işarə edir.
Müəyyən maqnit materiallarında, kiçik atom qrupları, bütün elektronların eyni maqnit yönümlü olduğu domenlər adlanan ərazilərə bir araya gəldi.
NTNU maqnitlərində bu domenlər mərkəzi nöqtədə - maqnit anı birbaşa materialın təyyarəsinə və ya xaricində işlədiyi bir mərkəzi nöqtədə birləşir.
"Bir maqnit sahəsini tətbiq edərkən bu domenlərin daha çoxu eyni istiqamətdə işarə edəcək" dedi. "Bunlar böyüyə bilər və büzülə bilər və sonra bir-birlərinə birləşə bilərlər."
Elektronlar demək olar ki, işıq sürətində
Bunun baş verdiyini görmək asan deyil. Tədqiqatçılar mikromagnetlərini, demək olar ki, işıq sürətində gəzməyincə, Berlində, Bessy-də tanınan, Bessy II kimi tanınan, Berlindəki 80 m-in i II kimi tanınan bir sinxrotrotrona apardılar. Bu sürətli hərəkət edən elektronlar o zaman son dərəcə parlaq rentgen şüaları yayırdılar.
"Biz bu rentgen şüaları götürürük və mikroskopumuzdakı işıq kimi istifadə edirik" dedi Folven.
Çünki elektron nanosekunds ilə ayrılmış dəstlərdə sinxrotrotron ətrafında yayımlanan, dəqiq nəbzlərdə olan rentgen şüaları.
Tarama ötürücü rentgen mikroskopu və ya STXM, bu X-şüaları materialın maqnit quruluşunun görüntüsünü yaratmaq üçün götürür. Bu görüntüləri bir-birinə yapışdıraraq, tədqiqatçılar mikromagnetin zamanla necə dəyişdiyini göstərən bir film yarada bilərlər.
STXM-in köməyi ilə Folven və həmkarları mikromagnets bir maqnit sahəsi yaradan cərəyan bir nəbzi ilə mikromagnetlərini pozdular və domenlərin dəyişdiyini və mərkəzdən vortex nüvəsinin hərəkətini gördülər.
"Çox kiçik bir maqnit var və sonra onu sıçrayırsan və yenidən məskunlaşdıqca görünməyə çalışırsan" deyir. Bundan sonra, əsas, lakin bir dolama yolu boyunca əsas qayıtmağı, düz bir xətt boyunca gördülər.
"Folven deyir:" Bu, mərkəzə qayıdır "dedi.
Bir slip və bitdi
Bu, tədqiqatçıların materialın xüsusiyyətlərini çimməyə imkan verən, lakin bir STXM-də rentgen şüalarını maneə törədən bir substratın üstündə yaradılan epitaksial materialları öyrənməsidir.
NTNU Nanolab-da işləyən tədqiqatçılar maqnit xüsusiyyətlərini qorumaq üçün mikromagnetini bir karbonun altına basdıraraq substrat problemini həll etdilər.
Sonra yalnız çox nazik bir təbəqə qalmayana qədər bir fokus ionlarının diqqət mərkəzində bir şüa ilə altındakı substratı diqqətlə və dəqiq şəkildə yığdılar. Ağrılı bir proses nümunə başına səkkiz saat çəkə bilər və bir sürüşmə fəlakət yaza bilər.
"Kritik bir şey budur ki, maqnitizmi öldürsəniz, Berlində oturmadan əvvəl bunu bilmirik" deyir. "Hiylə, əlbəttə ki, birdən çox nümunə gətirməkdir."
Fundamental fizikadan gələcək cihazlara qədər
Şükürlər olsun ki, işləyib və komanda mikromagetin domenlərinin vaxt keçdikcə böyüdüyünün necə böyüdüyünü və büzülməsi üçün diqqətlə hazırlanmış nümunələrindən istifadə etdi. Həm də hansı qüvvələrin iş yerində olduqlarını daha yaxşı başa düşmək üçün kompüter simulyasiyaları yaratdılar.
Fundamental fizika haqqında biliklərimizi inkişaf etdirməklə yanaşı, bu uzunluqda maqnitizmin necə işlədiyini başa düşmək, gələcək cihazların yaradılması üçün bu qədər maqnitizmin necə də faydalı ola bilər.
Maqnetizm artıq məlumat saxlama üçün istifadə olunur, lakin tədqiqatçılar hazırda daha da istismar etmək üçün yol axtarırlar. Vortex nüvəsinin maqnit istiqamətləri və bir mikromagnet sahəsinin maqnit istiqamətləri, məsələn, bəlkə də 0S və 1S şəklində məlumatı kodlaşdırmaq üçün istifadə edilə bilər.
Tədqiqatçılar indi bu işi fərdi maqnit anlarının xalis effektinin ləğv edildiyi anti-ferromaqnit materialları ilə təkrarlamağı hədəfləyirlər. Bunlar hesablama nəzəriyyəsinə gəldikdə, bu da ferromaqnit materialları, güc tələb edən və güc itirildiyi zaman da sabit qalma cihazları hazırlamaq üçün istifadə edilə bilər, lakin istehsal etdikləri siqnallar çox zəif olacaqdır.
Buna baxmayaraq, Folven nikbindir. "Nümunələri düzəldə biləcəyimizi və onlara rentgen şüaları ilə görünə biləcəyimizi göstərərək birinci yeri əhatə etdik" dedi. "Növbəti addım, bir anti-ferromaqnit materialından kifayət qədər siqnal almaq üçün kifayət qədər yüksək keyfiyyətli nümunələr edə biləcəyimizi görmək olacaq."
Time vaxt: May-10-2021