NTNUko ikertzaileek material magnetikoen gainean argitzen ari dira eskala txikietan, filmak sortuz, izpi oso distiratsuen laguntzarekin.
Erik Folven, NTNUko Saileko Saileko Saileko Oxide Elektronikoko taldearen zuzendaria, eta Belgikako NTNUko eta Gante Unibertsitateko lankideek zinema meheko mikromagnetoak nola aldatzen diren ikusiko dute. NTNU Nano-k eta Norvegiako Ikerketa Kontseiluak partzialki finantzatu zuen lana, Berrikuspen Fisikoen Ikerketa aldizkarian argitaratu zen.
Iman txikiak
Einar Digernes-ek esperimentuetan erabilitako iman karratu txikiak asmatu zituen.
NTNU doktoreak sortutako iman karratu txikiak. Hautagaiak Einar Digernes, bi mikrometro zabal dira eta lau domeinu triangeluaritan banatu dira, bakoitzak orientazio magnetiko desberdina duen erloju orratzen edo erlojuaren kontrako erlojuaren kontrako erloju-erlojuaren inguruan.
Zenbait material magnetikoetan, atomo talde txikienak domeinuak izeneko guneetan batera, elektroi guztiek orientazio magnetiko bera dute.
NTNU imanetan, domeinu horiek erdiko puntu batean elkartzen dira: vortex core-momentu magnetikoa materialaren planoan zuzenean edo kanpoan adierazten da.
"Eremu magnetikoa aplikatzen dugunean, gero eta domeinu hauetako gehiago norabide berean seinalatuko da", dio Folvenek. "Hazi egin daitezke eta txikitu egin daitezke, eta gero elkarri batu zaie".
Elektroiak ia argiaren abiaduran
Hori gertatzen ikustea ez da erraza. Ikerlariek beren mikromagnetoak 80m-ko donut itxurako sinkrotro batera eraman zituzten, Bessy II izenarekin ezagutzen ziren Berlinen, non elektroiak azkartzen diren arte argiaren abiadurarekin azkartu arte. Mugitzen diren elektroi azkar horiek x izpi distiratsuak igortzen dituzte.
"X izpi hauek hartzen ditugu eta gure mikroskopioan argi gisa erabiltzen ditugu", dio Folvenek.
Elektroiak sinkrotroaren inguruan bidaiatzen duelako bi nanosegundok bereizten dituzten sortsetan, isurtzen dituzten X izpiak pultsu zehatzak dira.
Eskaneatze transmisioaren X izpien mikroskopio batek, edo stxmak, X izpiak hartzen ditu materialen egitura magnetikoaren argazkia sortzeko. Argazki hauek batera puntatuz, ikertzaileek funtsean filma sortu dezakete mikromagnet nola aldatzen den denboran zehar.
STXM-ren laguntzaz, Folven eta bere lankideek mikromagnetoak asaldatu zituzten eremu magnetiko bat sortu zuten korronte pultsu batekin, eta domeinuak forma aldatu eta Vortex nukleoa erdigunetik mugitzen zela ikusi zuten.
"Oso iman txiki bat duzu, eta gero pokea egiten duzu eta saiatu berriro finkatzen den heinean", adierazi du. Ondoren, nukleoa erdialdera itzultzen ikusi zuten, baina bide bihurri batean, ez lerro zuzen bat.
"Zentroko dantza egingo du", dio Folvenek.
Irristaketa bat eta amaitu da
Hori da material epituxialak ikasten dituztelako substratu baten gainean sortzen direnak, ikertzaileek materialaren propietateak okertzeko aukera ematen dutenak, baina X izpiak estgrmo batean blokeatuko lituzkete.
NTNU Nanolab-en lan egiten du, ikertzaileek substratuaren arazoa konpondu zuten beren mikromagnet karbono geruza baten azpian lurperatuz bere propietate magnetikoak babesteko.
Ondoren, arretaz eta zehatz-mehatz zipriztindu zuten azpian, galio ioien habe bideratuta, geruza oso mehea mantendu arte. Painsting prozesuak lagin bakoitzeko zortzi ordu iraun ditzake eta irrist egin daiteke hondamendia.
"Gauza kritikoa da, magnetismoa hiltzen baduzu, ez dakigu Berlinen eseri aurretik", adierazi du. "Trikimailua da, noski, lagin bat baino gehiago ekartzea".
Oinarrizko Fisikatik etorkizuneko gailuetara
Zorionez funtzionatu zuen, eta taldeak arreta handiz prestatutako laginak erabili zituen mikromagneten domeinuak denboran zehar nola hazten eta txikitzen diren. Ordenagailu simulazioak ere sortu zituzten, lanean zer ziren ulertzeko hobeto ulertzeko.
Oinarrizko fisikaren inguruko gure ezagutzak aurrera egiteko, magnetismoak luzera eta denbora eskala horietan nola funtzionatzen duen ulertzea lagungarria izan daiteke etorkizuneko gailuak sortzeko.
Magnetismoa dagoeneko erabiltzen da datuen biltegian, baina ikertzaileek urrunago ustiatzeko moduak bilatzen ari dira. Mikromagnet baten vortex nukleoaren eta domeinuen orientazio magnetikoak, adibidez, agian erabil litezke informazioa 0 eta 1s formularioan kodetzeko.
Ikertzaileek lan hau errepikatzea helburu dute materialen aurkako materialekin, non une magnetiko indibidualen eragin garbia bertan behera uzten da. Hauek dira informatika-teoriari dagokionez, materialen anti-ferromagnetikoak erabil daitezkeen energia gutxi behar duten gailuak egiteko eta egonkorra izaten denean, energia galtzen denean, baina askok ikertzeko zailagoa da, sortzen dituzten seinaleak askoz ere ahulagoak izango direlako.
Erronka hori gorabehera, Folven baikorra da. "Lehen lurra estali dugu laginak egin ditzakegula eta X izpiak dituztenak ikus ditzakegu", adierazi du. "Hurrengo pausoa kalitate handiko materialen seinale nahikoa lortzeko laginak egin ditzakegun ala ez ikusiko da."
Posta: 2012-0-10-15