Vědci udělali krok k vytvoření výkonných zařízení, která využívajímagnetický Nabíjení vytvořením vůbec první trojrozměrné repliky materiálu známého jako spin-ile.
Spin Ice Materiály jsou velmi neobvyklé, protože mají tzv. Defekty, které se chovají jako jediný pól magnetu.
Tyto magnety s jedním pólem, známé také jako magnetické monopoly, neexistují v přírodě; Když je každý magnetický materiál nakrájen na dva, vždy vytvoří nový magnet se severním a jižní pólem.
Po celá desetiletí vědci hledají široko daleko pro důkaz o přirozeném výskytumagnetický Monopoly v naději, že konečně seskupují základní síly přírody do tzv. Teorie všeho a veškerou fyziku umístí pod jednu střechu.
V posledních letech se však fyzikům podařilo produkovat umělé verze magnetického monopolu vytvořením dvourozměrných spin-ledových materiálů.
K dnešnímu dni tyto struktury úspěšně prokázaly magnetický monopol, ale není možné získat stejnou fyziku, když je materiál omezen na jednu rovinu. Ve skutečnosti je to specifická trojrozměrná geometrie spřádací mřížky, která je klíčem k jeho neobvyklé schopnosti vytvářet malé struktury, které napodobujímagnetickýmonopoly.
V nové studii zveřejněné dnes v Nature Communications vytvořil tým vedený vědci na Cardiff University vůbec první 3D repliku materiálu spin-ledu pomocí sofistikovaného typu 3D tisku a zpracování.
Tým tvrdí, že technologie 3D tisku jim umožnila přizpůsobit geometrii umělého spin-ile, což znamená, že mohou ovládat způsob, jakým se vytvářejí magnetické monopoly a pohybují se v systémech.
Schopnost manipulovat s mini monopole magnety ve 3D by mohlo otevřít celou řadu aplikací, které říkají, od vylepšeného počítačového úložiště po vytvoření 3D výpočetních sítí, které napodobují nervovou strukturu lidského mozku.
„Vědci již více než 10 let vytvářejí a studují umělý spin-led ve dvou rozměrech. Prodloužením takových systémů na tři rozměry získáme mnohem přesnější reprezentaci fyziky s monopolem spin-ile a jsme schopni studovat dopad povrchů, “uvedl hlavní autor Dr. Sam Ladak z Fyzikální a astronomie Cardiff University.
"Je to poprvé, kdy kdokoli dokázal vytvořit přesnou 3D repliku spin-ile, podle designu, na nanočástice."
Umělý roztočení byl vytvořen pomocí nejmodernějších 3D nanofabrikačních technik, ve kterých byly malé nanowiry naskládány do čtyř vrstev v mřížkové struktuře, která sama o sobě měřila celkově méně než šířka lidských vlasů.
Speciální typ mikroskopie známé jako mikroskopie magnetické síly, která je citlivá na magnetismus, byl poté použit k vizualizaci magnetických nábojů přítomných na zařízení, což týmu umožňuje sledovat pohyb jednopólových magnetů napříč 3D strukturou.
"Naše práce je důležitá, protože ukazuje, že technologie 3D tisku nanočástic lze použít k napodobování materiálů, které jsou obvykle syntetizovány prostřednictvím chemie," pokračoval Dr. Ladak.
„Tato práce by nakonec mohla poskytnout prostředky k výrobě nových magnetických metamateriálů, kde jsou vlastnosti materiálu vyladěny kontrolou 3D geometrie umělé mřížky.
„Magnetická skladovací zařízení, jako je například jednotka pevného disku nebo zařízení s náhodným přístupem k náhodnému přístupu, jsou další oblastí, která by mohla být tímto průlomem masivně ovlivněna. Vzhledem k tomu, že současná zařízení používají pouze dva ze tří dostupných rozměrů, omezuje to množství informací, které lze uložit. Protože monopoly lze pohybovat kolem 3D mřížky pomocí magnetického pole, může být možné vytvořit skutečné 3D úložné zařízení založené na magnetickém náboji. “
Čas příspěvku: 28-2021