Ang mga tigdukiduki gikan sa NTNU nagdan-ag sa magnetic nga mga materyales sa gagmay nga mga timbangan pinaagi sa paghimo og mga sine nga adunay tabang sa pipila nga mga mahayag nga X-ray.
Si Erik Folven, Co-Director sa Oxide Electronics Group sa Department of Ntnu's Department of Electronic Systems, ug ang NTHO ug Gent-Film sa Micromagnets nagbag-o kung giabtik sa usa ka gawas nga magnetic field. Ang buhat, nga gipili sa NTNU Nano ug ang panukiduki konseho sa Norway, gipatik sa journal nga pagsusi sa pagsusi sa lawas.
Gagmay nga mga magnet
Si Einar Standal Digernes nag-imbento sa gagmay nga mga magnet nga square nga gigamit sa mga eksperimento.
Ang gagmay nga mga magnets square, nga gihimo sa NTNU Ph.D. Ang kandidato nga si Einar Standal Digernes, duha ra ka micrometer ang gilapdon ug gibahin sa upat ka mga triangular nga domain, ang matag usa nga adunay usa ka lainlaing orientasyon sa magnet nga nagtudlo sa sunud-sunod nga orientasyon o anti-sunud-sunod sa palibot sa mga magnet.
Sa pila ka magnetic nga mga materyales, gagmay nga mga grupo sa mga atomo nga kauban sa mga lugar nga gitawag mga domain, diin ang tanan nga mga electron adunay parehas nga magnetic orientation.
Sa mga magnet sa NTNU, kini nga mga domain nagtagbo sa usa ka sentral nga punto - ang core sa vortex - diin ang magnetic nga higayon nagpunting direkta sa o gikan sa eroplano sa materyal.
"Kung nag-aplay kami usa ka magnetic field, labi pa sa kini nga mga domain ang itudlo sa parehas nga direksyon," ingon ni Folven. "Mahimo silang motubo ug mahimo silang mag-urong, ug unya mahimo silang magkahiusa sa usag usa."
Mga electron hapit sa katulin sa kahayag
Ang pagkakita nga kini mahitabo dili sayon. Gikuha sa mga tigdukiduki ang ilang mga micromagnets sa usa ka 80m-halapad nga donut-shaped synchotron, nga nailhan nga Bessy II, sa Berlin, diin ang mga electron gipadali hangtod nga sila nagbiyahe sa hapit na ang katulin sa suga. Kadtong mga paspas nga nagbalhin-balhin nga mga electron unya nagbuga kaayo nga mga X-ray.
"Gikuha namon kini nga mga X-ray ug gigamit kini ingon ang suga sa among mikroskopyo," ingon ni Folven.
Tungod kay ang mga electron nagbiyahe sa palibot sa Synchrotron sa mga bunches nga gibulag sa duha nga mga nanoseconds, ang X-ray nga ilang gipagawas sa tukma nga mga pulso.
Usa ka pag-scan sa transmission transmission nga X-ray mikroskopyo, o stxm, gikuha ang mga X-ray aron maghimo usa ka snapshot sa magnetic nga istruktura sa materyal. Pinaagi sa pagtahi niini nga mga snapshots nga magkauban, ang mga tigdukiduki mahimo'g maghimo usa ka sine nga nagpakita kung giunsa ang pagbag-o sa micromagnet sa daghang oras.
Sa tabang sa STXM, ang mga folven ug ang iyang mga kauban nga nakagubot sa ilang mga micromagnets nga adunay pulso sa karon nga naghimo sa usa ka magnetic field, ug nakita ang mga domain nga nagbag-o nga porma ug ang core sa vortex nga pagbalhin gikan sa sentro.
"Adunay usa ka gamay nga magnet, ug unya imong gipunting kini ug sulayi ang pag-imahen niini samtang kini nagbutang pag-usab," ingon niya. Pagkahuman, nakita nila ang kinauyokan nga pagbalik sa tunga-tunga - apan ubay sa usa ka nag-winding nga agianan, dili usa ka tul-id nga linya.
"Kini nga matang sa pagsayaw balik sa sentro," ingon ni Folven.
Usa ka slip ug nahuman na
Kana tungod kay nagtuon sila sa mga epitaxial nga materyales, nga gihimo sa ibabaw sa usa ka substrate nga nagtugot sa mga tigdukiduki nga mag-tweak sa mga kabtangan sa materyal, apan mapugngan ang X-ray sa usa ka stxm.
Nagtrabaho sa NTNU Nanolab, nasulbad sa mga tigdukiduki ang problema sa substrate pinaagi sa paglubong sa ilang micromagnet sa ilawom sa usa ka layer sa carbon aron mapanalipdan ang mga magnetic nga kabtangan.
Pagkahuman nila pag-ayo ug tukma nga gipilde ang substrate sa ilawom nga adunay usa ka nakatuon nga sinag sa mga gallium nga ion hangtod nga nagpabilin ang usa ka manipis nga layer. Ang proseso sa sakit mahimo'g makuha ang walo ka oras matag sample - ug ang usa ka slip up mahimong mag-spell sa katalagman.
"Ang kritikal nga butang mao nga, kung gipatay nimo ang magnetismo, dili naton mahibal-an nga sa wala pa kita molingkod sa Berlin," ingon niya. "Ang limbong mao, siyempre, aron magdala labaw pa sa usa ka sample."
Gikan sa sukaranan nga pisika hangtod sa umaabot nga mga aparato
Mapasalamaton nga kini nagtrabaho, ug gigamit sa koponan ang ilang giandam nga mga sample nga giandam nga mga sample sa pag-tsart kung giunsa ang pagtubo sa mga domains sa micromagnet ug pag-urak sa sulod sa panahon. Naghimo usab sila mga simulation sa kompyuter aron mas masabtan kung unsang mga pwersa ang naa sa trabaho.
Ingon man usab sa pag-uswag sa among kahibalo sa sukaranan nga pisika, kung giunsa ang pag-andam sa magnetism sa kini nga gitas-on ug mga timbangan sa oras makatabang sa paghimo sa umaabot nga mga aparato.
Ang magnetismo gigamit na alang sa pagtipig sa datos, apan ang mga tigdukiduki karon nangita alang mga paagi aron mapahimuslan kini. Ang mga orientation sa magnetic sa Vortex Core ug mga domain sa usa ka micromagnet mahimo nga magamit sa pag-encode sa kasayuran sa mga 0s ug 1s.
Ang mga tigdukiduki karon nagtumong sa pag-usab sa kini nga buhat sa mga materyales nga anti-Ferromagnetic, diin ang pukot nga epekto sa mga indibidwal nga magnetic nga mga gutlo nagtangag. Gisaaran kini kung bahin sa pagtandi-sa teorya, ang mga anti-ferromagnetic nga mga materyales mahimong magamit sa paghimo og gamay nga enerhiya ug magpabilin nga lig-on nga pag-imbestiga tungod kay ang mga timaan nga ilang gihimo labi ka huyang.
Bisan pa sa kana nga hagit, ang mga folven malaumon. "Gitabonan namon ang una nga yuta pinaagi sa pagpakita nga makahimo kami mga sample ug tan-awon pinaagi sa mga X-ray," ingon niya. "Ang sunod nga lakang mao ang pagtan-aw kung makahimo ba kami mga sample nga igo nga kalidad aron makakuha og igo nga signal gikan sa usa ka materyal nga anti-ferromagnetic."
Post Oras: Mayo-10-2021