Tutkijat ovat ottaneet askeleen kohti voimakkaiden laitteiden luomistamagneettinen Lataa luomalla kaikkien aikojen ensimmäinen kolmiulotteinen kopio materiaalista, joka tunnetaan nimellä spin-jää.
Spin-jäätimateriaalit ovat erittäin epätavallisia, koska niillä on ns.
Näitä yhden navan magneeteja, jotka tunnetaan myös nimellä magneettiset monopolit, ei ole luonnossa; Kun jokainen magneettinen materiaali leikataan kahteen, se luo aina uuden magneetin pohjoisen ja etelänavan kanssa.
Vuosikymmenien ajan tutkijat ovat etsineet kauas ja laajasti todisteita luonnossa tapahtuvastamagneettinen Monopolit toivossa, että lopulta ryhmittyvät luonnon perusvoimat niin kutsuttuun teoriaan kaikesta, asettaen kaiken fysiikan saman katon alle.
Viime vuosina fyysikot ovat kuitenkin onnistuneet tuottamaan magneettisen monopolin keinotekoisia versioita luomalla kaksiulotteisia spin-jää-materiaaleja.
Tähän päivään mennessä nämä rakenteet ovat onnistuneesti osoittaneet magneettisen monopolin, mutta on mahdotonta saada samaa fysiikkaa, kun materiaali rajoittuu yhteen tasoon. Itse asiassa se on spin-jäähilan spesifinen kolmiulotteinen geometria, joka on avain sen epätavalliseen kykyyn luoda pieniä rakenteita, jotka matkivatmagneettinenmonopolit.
Nykyään Nature Communications -yrityksessä julkaistussa tutkimuksessa Cardiffin yliopiston tutkijoiden johtama ryhmä on luonut kaikkien aikojen ensimmäisen 3D-kopion spin-jäämateriaalista, joka käyttää hienostunutta 3D-tulostusta ja käsittelyä.
Ryhmä sanoo, että 3D-tulostustekniikka on antanut heille mahdollisuuden räätälöidä keinotekoisen spin-itin geometrian, mikä tarkoittaa, että he voivat hallita tapaa, jolla magneettiset monopolit muodostuvat ja liikkuvat järjestelmissä.
Kyky manipuloida mini -monopolimagneetit 3D: ssä voisi avata joukon sovelluksia, jotka he sanovat parannetusta tietokoneen varastoinnista 3D -laskentaverkkojen luomiseen, jotka jäljittelevät ihmisen aivojen hermorakennetta.
”Yli 10 vuoden ajan tutkijat ovat luoneet ja opiskelleet keinotekoista spin-jäätä kahdessa ulottuvuudessa. Laajentamalla tällaiset järjestelmät kolmen ulottuvuuksiin saamme paljon tarkemman edustuksen spin-jään monopolifysiikasta ja pystymme tutkimaan pintojen vaikutusta ”, sanoi pääkirjailija tohtori Sam Ladak Cardiffin yliopiston fysiikan ja tähtitieteen koulusta.
"Tämä on ensimmäinen kerta, kun kuka tahansa on pystynyt luomaan tarkan 3D-kopion spin-iusta, suunnittelusta, nanomittakaavalle."
Keinotekoinen spin-jää luotiin käyttämällä huipputeknistä 3D-nanofabrication-tekniikoita, joissa pienet nanojohdot pinottiin neljään kerrokseen hilarakenteessa, jonka kokonaisuutena oli vähemmän kuin ihmisen hiusten leveys.
Sitten käytettiin erityistä mikroskopiaa, joka tunnetaan magneettisen voiman mikroskopiana, joka on herkkä magneettisille, laitteessa olevien magneettisten varausten visualisoimiseksi, jolloin joukkue voi seurata yhden navan magneettien liikkumista 3D-rakenteessa.
"Työmme on tärkeää, koska se osoittaa, että nanomittakaavan 3D -tulostustekniikoita voidaan käyttää materiaaleihin, jotka yleensä syntetisoidaan kemian kautta", tohtori Ladak jatkoi.
”Viime kädessä tämä työ voisi tarjota keinon tuottaa uusia magneettisia metamateriaaleja, joissa materiaaliominaisuudet viritetään hallitsemalla keinotekoisen hilan 3D -geometriaa.
”Magneettiset tallennuslaitteet, kuten kiintolevy- tai magneettiset satunnaiskäyttömuistilaitteet, ovat toinen alue, johon tämä läpimurto voi vaikuttaa massiivisesti. Koska nykyiset laitteet käyttävät vain kahta käytettävissä olevasta kolmesta ulottuvuudesta, tämä rajoittaa tallennettavien tietojen määrää. Koska monopolit voidaan siirtää 3D -hilan ympäri magneettikentällä, voi olla mahdollista luoda todellinen 3D -tallennuslaite magneettisen varauksen perusteella. "
Viestin aika: toukokuu-28-2021