Teadlased on astunud sammu võimsate seadmete loomise poole, mis kasutabmagnet Laadige, luues keermejääna tuntud materjali kõigi aegade esimese kolmemõõtmelise koopia.
Spin Ice materjalid on äärmiselt ebaharilikud, kuna neil on niinimetatud defektid, mis käituvad magneti ühe poolusena.
Neid ühe pooluse magnete, mida tuntakse ka kui magnetilisi monopole, pole looduses; Kui iga magnetmaterjal on lõigatud kaheks, loob see alati põhja- ja lõunapoolusega uue magneti.
Aastakümneid on teadlased otsinud kaugelt ja laialt leiduvat tõendusmaterjalimagnet Monopoles lootuses jagada lõpuks looduse põhijõud niinimetatud teooriasse, pannes kogu füüsika ühe katuse alla.
Viimastel aastatel on füüsikud suutnud kahemõõtmeliste spin-jää materjalide loomise kaudu toota magnetilise monopooli kunstlikke versioone.
Praeguseks on need struktuurid edukalt demonstreerinud magnetmonopooli, kuid sama füüsikat on võimatu hankida, kui materjal piirdub ühe tasapinnaga. Tõepoolest, see on spin-jää võre konkreetne kolmemõõtmeline geomeetria, mis on võtmeks selle ebaharilikule võimele luua pisikesi struktuure, mis jäljendavadmagnetmonopoolid.
Täna ajakirjas Nature Communications avaldatud uues uuringus on Cardiffi ülikooli teadlaste juhitud meeskond loonud spin-jää materjali kõigi aegade esimese 3D-koopia, kasutades keerukat tüüpi 3D-printimist ja töötlemist.
Meeskonna sõnul on 3D-printimistehnoloogia võimaldanud neil kohandada kunstliku spin-jää geomeetriat, mis tähendab, et nad saavad kontrollida magnetiliste monopoolide moodustumist ja süsteemides ringi liikumist.
Võimalus manipuleerida 3D -ga mini -monopoolsete magnetitega võib avada terve hulga rakendusi, alates nende arvutite täiustatud salvestusest kuni 3D -arvutusvõrkude loomiseni, mis jäljendavad inimese aju närvistruktuuri.
„Juba üle 10 aasta on teadlased loonud ja uurinud kunstlikku spin-jää kahes mõõtmes. Selliste süsteemide laiendamisega kolmemõõtmetele saame spin-jää monopoolifüüsika palju täpsema esituse ja suudame uurida pindade mõju, “ütles juhtiv autor dr Sam Ladak Cardiffi ülikooli füüsika- ja astronoomiakoolist.
"See on esimene kord, kui keegi on suutnud nanoskaalal luua täpse 3D-koopia, kujunduse abil."
Kunstlik spin-jää loodi, kasutades tipptasemel 3D-nanofrikatsiooni tehnikaid, milles pisikesed nanojuhtmed olid virnastatud võrestruktuuris neljaks kihiks, mis ise mõõtis vähem kui inimese juuste laius.
Seejärel kasutati magnetilisuse mikroskoopiana tuntud mikroskoopiat, mis on tundlik magnetismi suhtes, et seadme magnetlaenguid visualiseerida, võimaldades meeskonnal jälgida ühepooluseliste magnetide liikumist üle 3D-struktuuri.
"Meie töö on oluline, kuna see näitab, et nanoskaala 3D -printimistehnoloogiaid saab kasutada materjalide jäljendamiseks, mida tavaliselt sünteesitakse keemia kaudu," jätkas dr Ladak.
„Lõppkokkuvõttes võiks see töö pakkuda vahendeid uudsete magnetiliste metamaterjalide tootmiseks, kus materiaalseid omadusi häälestatakse kunstliku võre 3D -geomeetria juhtimisega.
„Magnetiliste salvestusseadmete, näiteks kõvaketta draivi või magnetilise juhusliku juurdepääsu mäluseadmed, on veel üks ala, mida see läbimurre võib massiliselt mõjutada. Kuna praegused seadmed kasutavad saadaolevast kolmest mõõtmest ainult kaks, piirab see salvestatava teabe hulka. Kuna monopoole saab 3D -võre ümber liikuda, kasutades magnetvälja, võib olla võimalik luua magnetilise laengu põhjal tõene 3D -salvestusseade. ”
Postiaeg:-28-2021