Os científicos deron un paso cara á creación de poderosos dispositivos que aproveitanmagnético Carga creando a primeira réplica tridimensional dun material coñecido como xeo de spin.
Os materiais de xeo de xiro son extremadamente inusuales xa que posúen os chamados defectos que se comportan como o único polo dun imán.
Estes imáns de polo, tamén coñecidos como monopoles magnéticos, non existen na natureza; Cando cada material magnético se corta en dous, sempre creará un novo imán cun polo norte e sur.
Durante décadas os científicos estiveron moi lonxe e amplos para evidencias de que se producen de forma naturalmagnético Os monopoles coa esperanza de agrupar finalmente as forzas fundamentais da natureza nunha chamada teoría de todo, poñendo toda a física baixo un mesmo teito.
Non obstante, nos últimos anos os físicos conseguiron producir versións artificiais dun monopolio magnético mediante a creación de materiais bidimensionais de xeo de spin.
Ata a data estas estruturas demostraron con éxito un monopolio magnético, pero é imposible obter a mesma física cando o material está limitado a un único plano. De feito, é a xeometría tridimensional específica da celosía de xeo de spin que é clave para a súa inusual capacidade para crear pequenas estruturas que imitanmagnéticoMonopoles.
Nun novo estudo publicado hoxe en Nature Communications, un equipo dirixido por científicos da Universidade de Cardiff creou a primeira réplica 3D dun material de xeo de spin empregando un sofisticado tipo de impresión e procesamento 3D.
O equipo asegura que a tecnoloxía de impresión 3D permitiulles adaptar a xeometría do spin-ice artificial, o que significa que poden controlar o xeito no que se forman e moven os monopoles magnéticos nos sistemas.
Poder manipular os imáns Mini Monopole en 3D podería abrir unha serie de aplicacións que din, desde o almacenamento de computadoras mellorado ata a creación de redes de computación 3D que imitan a estrutura neuronal do cerebro humano.
“Durante máis de 10 anos os científicos estiveron creando e estudando o xeo artificial en dúas dimensións. Ao estender tales sistemas a tres dimensións, obtemos unha representación moito máis precisa da física monopole de xeo de spin-ice e son capaces de estudar o impacto das superficies ", dixo o autor principal, Sam Ladak, da Escola de Física e Astronomía da Universidade de Cardiff.
"Esta é a primeira vez que calquera foi capaz de crear unha réplica 3D exacta dun xeo de spin, por deseño, na nanoescala."
O xeo de spin artificial foi creado empregando técnicas de nanofabricación 3D de última xeración nas que se amontoaron pequenos nanofires en catro capas nunha estrutura de celosía, que se medía menos do ancho dun pelo humano en xeral.
Un tipo especial de microscopía coñecido como microscopía de forza magnética, sensible ao magnetismo, usouse para visualizar as cargas magnéticas presentes no dispositivo, permitindo ao equipo rastrexar o movemento dos imáns dun só polos a través da estrutura 3D.
"O noso traballo é importante xa que demostra que as tecnoloxías de impresión 3D nanoescala pódense usar para imitar materiais que normalmente se sintetizan por química", continuou o doutor Ladak.
"En última instancia, este traballo podería proporcionar un medio para producir novos metamateriais magnéticos, onde as propiedades do material están axustadas ao controlar a xeometría 3D dun enreixado artificial.
"Os dispositivos de almacenamento magnético, como unha unidade de disco duro ou dispositivos de memoria de acceso aleatorio magnético, é outra área que podería verse afectada masivamente por este avance. Como os dispositivos actuais usan só dúas das tres dimensións dispoñibles, isto limita a cantidade de información que se pode almacenar. Dado que os monopoles poden moverse ao redor do enreixado 3D usando un campo magnético, pode ser posible crear un verdadeiro dispositivo de almacenamento 3D baseado na carga magnética. "
Tempo de publicación: maio-28-2021