ক্ষুদ্র চৌম্বকগুলির অভ্যন্তরীণ কাজগুলি দেখার জন্য একটি নতুন উপায়

এনটিএনইউর গবেষকরা কিছু অত্যন্ত উজ্জ্বল এক্স-রে এর সাহায্যে সিনেমা তৈরি করে ছোট স্কেলে চৌম্বকীয় উপকরণগুলিতে আলোকপাত করছেন।

এনটিএনইউর ইলেকট্রনিক সিস্টেম বিভাগের অক্সাইড ইলেকট্রনিক্স গ্রুপের সহ-পরিচালক এরিক ফোলভেন এবং বেলজিয়ামের এনটিএনইউ এবং ঘেন্ট বিশ্ববিদ্যালয়ের সহকর্মীরা বাইরের চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের দ্বারা বিঘ্নিত হলে কীভাবে পাতলা-ফিল্ম মাইক্রোম্যাগনেটগুলি পরিবর্তিত হয় তা দেখার জন্য প্রস্তুত হন। এনটিএনইউ ন্যানো এবং নরওয়ের গবেষণা কাউন্সিল দ্বারা আংশিকভাবে অর্থায়িত কাজটি শারীরিক পর্যালোচনা গবেষণা জার্নালে প্রকাশিত হয়েছিল।

ক্ষুদ্র চৌম্বক

আইনার স্ট্যান্ডাল ডিগার্নেস পরীক্ষাগুলিতে ব্যবহৃত ক্ষুদ্র বর্গক্ষেত্রের চৌম্বকগুলি আবিষ্কার করেছিলেন।

ছোট স্কোয়ার চৌম্বকগুলি, এনটিএনইউ পিএইচডি দ্বারা নির্মিত প্রার্থী আইনার স্ট্যান্ডাল ডিগার্নেস, মাত্র দুটি মাইক্রোমিটার প্রশস্ত এবং চারটি ত্রিভুজাকার ডোমেনে বিভক্ত হয়, যার মধ্যে প্রতিটি পৃথক চৌম্বকীয় ওরিয়েন্টেশন ঘড়ির কাঁটার দিকে নির্দেশ করে বা চৌম্বকগুলির চারপাশে অ্যান্টি-ক্লকওয়াইজ।

নির্দিষ্ট চৌম্বকীয় উপকরণগুলিতে, পরমাণুর ছোট গ্রুপগুলি একসাথে ডোমেন নামক অঞ্চলে ব্যান্ড করে, যেখানে সমস্ত ইলেক্ট্রনগুলির একই চৌম্বকীয় দৃষ্টিভঙ্গি থাকে।

এনটিএনইউ চৌম্বকগুলিতে, এই ডোমেনগুলি একটি কেন্দ্রীয় পয়েন্টে মিলিত হয় - ঘূর্ণি কোর - যেখানে চৌম্বকীয় মুহূর্তটি উপাদানটির সমতলে সরাসরি বা বাইরে নির্দেশ করে।

"আমরা যখন চৌম্বকীয় ক্ষেত্র প্রয়োগ করি, তখন এই ডোমেনগুলির আরও অনেক বেশি একই দিকে নির্দেশ করবে," ফোলভেন বলেছেন। "তারা বাড়তে পারে এবং তারা সঙ্কুচিত হতে পারে এবং তারপরে তারা একে অপরের সাথে মিশে যেতে পারে।"

প্রায় আলোর গতিতে ইলেক্ট্রন

এই ঘটনাটি দেখা সহজ নয়। গবেষকরা তাদের মাইক্রোম্যাগনেটগুলি বার্লিনে বেসি II নামে পরিচিত একটি 80 মিটার প্রশস্ত ডোনাট-আকৃতির সিঙ্ক্রোট্রনে নিয়ে গিয়েছিলেন, যেখানে প্রায় আলোর গতিতে ভ্রমণ না করা পর্যন্ত ইলেক্ট্রনগুলি ত্বরান্বিত হয়। সেই দ্রুত চলমান ইলেক্ট্রনগুলি তখন অত্যন্ত উজ্জ্বল এক্স-রে নির্গত করে।

"আমরা এই এক্স-রে গ্রহণ করি এবং এগুলি আমাদের মাইক্রোস্কোপের আলো হিসাবে ব্যবহার করি," ফোলভেন বলেছেন।

যেহেতু ইলেক্ট্রন দুটি ন্যানোসেকেন্ড দ্বারা পৃথক করা গুচ্ছগুলিতে সিঙ্ক্রোট্রনের চারপাশে ভ্রমণ করে, তাই তারা যে এক্স-রে নির্গত হয় তা সুনির্দিষ্ট ডালগুলিতে আসে।

একটি স্ক্যানিং ট্রান্সমিশন এক্স-রে মাইক্রোস্কোপ বা এসটিএক্সএম, উপাদানগুলির চৌম্বকীয় কাঠামোর একটি স্ন্যাপশট তৈরি করতে সেই এক্স-রে গ্রহণ করে। এই স্ন্যাপশটগুলি একসাথে সেলাই করে গবেষকরা মূলত একটি সিনেমা তৈরি করতে পারেন যা দেখায় যে কীভাবে সময়ের সাথে সাথে মাইক্রোম্যাগনেট পরিবর্তন হয়।

এসটিএক্সএমের সাহায্যে, ফোলভেন এবং তার সহকর্মীরা তাদের মাইক্রোম্যাগনেটগুলিকে স্রোতের একটি ডাল দিয়ে বিরক্ত করেছিলেন যা একটি চৌম্বকীয় ক্ষেত্র তৈরি করে এবং ডোমেনগুলি আকার পরিবর্তন করে এবং কেন্দ্র থেকে ঘূর্ণি কোর সরানো দেখেছিল।

"আপনার একটি খুব ছোট চৌম্বক রয়েছে এবং তারপরে আপনি এটি ছুঁড়ে ফেলুন এবং এটি আবার স্থির হওয়ার সাথে সাথে এটি চিত্রিত করার চেষ্টা করুন," তিনি বলেছেন। এরপরে, তারা মাঝখানে মূলটি ফিরে দেখেছিল - তবে একটি বাতাসের পথ ধরে, কোনও সরলরেখা নয়।

"এটি কেন্দ্রে ফিরে নাচ হবে," ফোলভেন বলেছেন।

একটি স্লিপ এবং এটি শেষ

এর কারণ তারা এপিট্যাক্সিয়াল উপকরণগুলি অধ্যয়ন করে, যা একটি স্তরটির শীর্ষে তৈরি করা হয় যা গবেষকদের উপাদানের বৈশিষ্ট্যগুলি টুইঙ্ক করতে দেয়, তবে এটি একটি এসটিএক্সএম-এ এক্স-রে ব্লক করবে।

এনটিএনইউ ন্যানোলাবে কাজ করে, গবেষকরা তার চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্যগুলি সুরক্ষার জন্য কার্বনের একটি স্তরের নীচে তাদের মাইক্রোম্যাগনেট কবর দিয়ে সাবস্ট্রেট সমস্যাটি সমাধান করেছিলেন।

তারপরে তারা সাবধানতার সাথে এবং সুনির্দিষ্টভাবে গ্যালিয়াম আয়নগুলির একটি ফোকাসযুক্ত মরীচি দিয়ে নীচে সাবস্ট্রেটটি সরিয়ে ফেলল যতক্ষণ না কেবল খুব পাতলা স্তরটি না থেকে যায়। শ্রমসাধ্য প্রক্রিয়াটি প্রতি নমুনা আট ঘন্টা সময় নিতে পারে - এবং একটি স্লিপ আপ বিপর্যয় বানান করতে পারে।

"সমালোচনামূলক বিষয়টি হ'ল, আপনি যদি চুম্বকবাদকে হত্যা করেন তবে আমরা বার্লিনে বসার আগে তা জানব না," তিনি বলেছেন। "কৌশলটি অবশ্যই একাধিক নমুনা আনার জন্য।"

মৌলিক পদার্থবিজ্ঞান থেকে ভবিষ্যতের ডিভাইসগুলিতে

ধন্যবাদ এটি কাজ করেছে, এবং দলটি তাদের সাবধানে প্রস্তুত নমুনাগুলি ব্যবহার করে মাইক্রোম্যাগনেটের ডোমেনগুলি কীভাবে সময়ের সাথে সাথে বৃদ্ধি পায় এবং সঙ্কুচিত হয় তা চার্ট করতে। কোন বাহিনী কাজ করছে তা আরও ভালভাবে বুঝতে তারা কম্পিউটার সিমুলেশনও তৈরি করেছিল।

পাশাপাশি মৌলিক পদার্থবিজ্ঞানের আমাদের জ্ঞানকে অগ্রসর করার পাশাপাশি এই দৈর্ঘ্য এবং সময়ের স্কেলগুলিতে চৌম্বকীয়তা কীভাবে কাজ করে তা বোঝা ভবিষ্যতের ডিভাইসগুলি তৈরিতে সহায়ক হতে পারে।

চৌম্বকীয়তা ইতিমধ্যে ডেটা স্টোরেজের জন্য ব্যবহৃত হয়েছে, তবে গবেষকরা বর্তমানে এটি আরও কাজে লাগানোর উপায়গুলি সন্ধান করছেন। উদাহরণস্বরূপ, একটি মাইক্রোম্যাগনেটের ঘূর্ণি কোর এবং ডোমেনগুলির চৌম্বকীয় দিকনির্দেশগুলি সম্ভবত 0 এবং 1 এস আকারে তথ্য এনকোড করতে ব্যবহৃত হতে পারে।

গবেষকরা এখন অ্যান্টি-ফেরোম্যাগনেটিক উপকরণগুলির সাথে এই কাজটি পুনরাবৃত্তি করার লক্ষ্য নিয়েছেন, যেখানে পৃথক চৌম্বকীয় মুহুর্তগুলির নেট প্রভাব বাতিল হয়ে যায়। এটি যখন কম্পিউটিংয়ের কথা আসে তখন এটি প্রতিশ্রুতিবদ্ধ-তত্ত্বের ক্ষেত্রে, অ্যান্টি-ফেরোম্যাগনেটিক উপকরণগুলি এমন ডিভাইসগুলি তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে যা সামান্য শক্তি প্রয়োজন এবং বিদ্যুৎ হারিয়ে যাওয়ার পরেও স্থিতিশীল থাকতে পারে-তবে তদন্তের জন্য অনেক বেশি কৌশলযুক্ত কারণ তারা উত্পাদিত সংকেতগুলি অনেক দুর্বল হবে।

সেই চ্যালেঞ্জ সত্ত্বেও, ফোলভেন আশাবাদী। "আমরা নমুনা তৈরি করতে পারি এবং এক্স-রে দিয়ে সেগুলি দেখতে পারি তা দেখিয়ে আমরা প্রথম স্থলটি covered েকে রেখেছি," তিনি বলেছেন। "পরবর্তী পদক্ষেপটি হ'ল আমরা একটি অ্যান্টি-ফেরোম্যাগনেটিক উপাদান থেকে পর্যাপ্ত সংকেত পেতে পর্যাপ্ত উচ্চ মানের নমুনা তৈরি করতে পারি কিনা তা দেখতে হবে।"