Tá taighdeoirí ó NTNU ag sileadh solais ar ábhair mhaighnéadacha ag scálaí beaga trí scannáin a chruthú le cabhair ó roinnt X-ghathanna an-gheal.
Erik Folven, comhstiúrthóir an ghrúpa leictreonaice ocsaíde ag Roinn na gCóras Leictreonach NTNU, agus comhghleacaithe ó NTNU agus Ollscoil Ghent sa Bheilg, leag siad amach conas a athraíonn micromagnets tanaí-scannán nuair a chuirtear isteach ar réimse maighnéadach lasmuigh. Foilsíodh an obair, arna mhaoiniú go páirteach ag NTNU Nano agus ag Comhairle Taighde na hIorua, san Journal Pysical Review Research.
Maighnéid bheaga
Chruthaigh Einar Sonal Tollers na maighnéid chearnach bídeach a úsáideadh sna turgnaimh.
Na maighnéid chearnach bídeach, cruthaithe ag NTNU Ph.D. Níl ach dhá mhicriméadair ar leithead ag an iarrthóir Einar, agus roinneann siad i gceithre réimse triantánacha, agus tá treoshuíomh maighnéadach difriúil ag gach ceann acu ag díriú deiseal nó frith-deiseal timpeall na maighnéad.
In ábhair mhaighnéadacha áirithe, tá grúpaí níos lú de bhannaí adaimh le chéile i gceantair ar a dtugtar fearainn, ina bhfuil an treoshuíomh maighnéadach céanna ag na leictreoin go léir.
Sna maighnéid NTNU, tagann na fearainn seo le chéile ag pointe lárnach - an croí vortex - áit a gcuireann an nóiméad maighnéadach go díreach isteach nó amach as plána an ábhair.
“Nuair a dhéanaimid réimse maighnéadach a chur i bhfeidhm, beidh níos mó agus níos mó de na réimsí seo sa treo céanna,” a deir Folven. “Is féidir leo fás agus is féidir leo crapadh, agus ansin is féidir leo teacht le chéile.”
Leictreoin beagnach ag luas an tsolais
Ní furasta é seo a fheiceáil. Thóg na taighdeoirí a gcuid micromagnets go synchrotron cruth-chruthach 80m ar leithead, ar a dtugtar Bessy II, i mBeirlín, áit a ndéantar leictreoin a luathú go dtí go bhfuil siad ag taisteal ag beagnach luas an tsolais. Ansin scaoileann na leictreoin atá ag gluaiseacht go tapa X-ghathanna an-gheal.
“Tógann muid na X-ghathanna seo agus bainimid úsáid astu mar an solas inár micreascóp,” a deir Folven.
Toisc go dtaistealaíonn leictreoin timpeall an synchrotron i mboscaí atá scartha le dhá nanoseconds, tagann na x-ghathanna a scaoileann siad i bíoga beachta.
Tógann micreascóp tarchurtha X-gha, nó STXM, na X-ghathanna sin chun léargas a chruthú ar struchtúr maighnéadach an ábhair. Trí na léargas seo a fhuáil le chéile, go bunúsach is féidir leis na taighdeoirí scannán a chruthú a thaispeánann conas a athraíonn an micromagnet le himeacht ama.
Le cabhair ón STXM, chuir Folven agus a chomhghleacaithe isteach ar a gcuid micromagnets le cuisle reatha a ghin réimse maighnéadach, agus a chonaic na fearainn ag athrú cruth agus an croí -bhogadh ón ionad.
“Tá maighnéad an -bheag agat, agus ansin déanann tú é a phiocadh agus déan iarracht é a íomháú de réir mar a shocraíonn sé arís,” a deir sé. Ina dhiaidh sin, chonaic siad an croí -fhilleadh ar an lár - ach feadh cosáin foirceanta, ní líne dhíreach.
“Beidh sé cineál damhsa ar ais go dtí an t -ionad,” a deir Folven.
Duillín amháin agus tá sé thart
Sin mar gheall go ndéanann siad staidéar ar ábhair epitaxial, a chruthaítear ar bharr foshraithe a ligeann do thaighdeoirí airíonna an ábhair a fhíorú, ach a chuirfeadh bac ar na X-ghathanna i STXM.
Ag obair i NTNU Nanolab, réitíodh na taighdeoirí an fhadhb fhoshraith trí a micromagnet a adhlacadh faoi shraith carbóin chun a airíonna maighnéadacha a chosaint.
Ansin sceith siad go cúramach agus go beacht an tsubstráit thíos le bhíoma fócasaithe d'iain gallium go dtí nach raibh ach ciseal an -tanaí fós. D'fhéadfadh an próiseas cúramach ocht n -uaire an chloig a thógáil in aghaidh an tsampla - agus d'fhéadfadh duillín amháin tubaiste a litriú.
“Is é an rud is tábhachtaí ná, má mharaíonn tú an maighnéadas, nach mbeidh a fhios againn sula suíimid i mBeirlín,” a deir sé. “Is é an cleas, ar ndóigh, níos mó ná sampla amháin a thabhairt.”
Ó fhisic bhunúsach go feistí amach anseo
Ar an dea-uair, d'oibrigh sé, agus d'úsáid an fhoireann a gcuid samplaí ullmhaithe go cúramach chun cairt a thabhairt ar an gcaoi a bhfásann agus a laghdaíonn fearainn an Micromagnet le himeacht ama. Chruthaigh siad insamhaltaí ríomhaireachta freisin chun tuiscint níos fearr a fháil ar na fórsaí a bhí ag obair.
Chomh maith lenár n -eolas ar fhisic bhunúsach a chur chun cinn, d'fhéadfadh tuiscint a fháil ar an gcaoi a n -oibríonn maighnéadas ar na scálaí fad agus ama seo chun feistí amach anseo a chruthú.
Úsáidtear maighnéadas cheana féin le haghaidh stórála sonraí, ach tá taighdeoirí ag lorg bealaí faoi láthair chun leas a bhaint as a thuilleadh. D'fhéadfaí treoshuímh mhaighnéadacha na gcroílár vortex agus na bhfearann i micromagnet, mar shampla, a úsáid chun faisnéis a ionchódú i bhfoirm 0s agus 1s.
Tá sé mar aidhm ag na taighdeoirí an obair seo a athdhéanamh anois le hábhair fhrith-fhréamómacha, áit a gcealraíonn éifeacht ghlan na n-chuimhneacháin mhaighnéadacha aonair. Tá siad seo tuar dóchais inti maidir le ríomhaireacht-i dteoiric, d'fhéadfaí ábhair fhrith-fhrithmhéamacha a úsáid chun feistí a dhéanamh nach dteastaíonn mórán fuinnimh uathu agus a fhanann cobhsaí fiú nuair a chailltear an chumhacht-ach go leor chun imscrúdú a dhéanamh mar go mbeidh na comharthaí a tháirgeann siad i bhfad níos laige.
In ainneoin an dúshláin sin, tá Folven dóchasach. “Tá an chéad talamh clúdaithe againn trí a thaispeáint gur féidir linn samplaí a dhéanamh agus breathnú orthu le X-ghathanna,” a deir sé. “Is é an chéad chéim eile ná a fháil amach an féidir linn samplaí a dhéanamh de chaighdeán sách ard chun go leor comhartha a fháil ó ábhar frith-ferromagnetic.”
Am Post: Bealtaine-10-2021