A tudósok egy lépést tettek a heveder erőteljes eszközök létrehozása felémágneses töltés azáltal, hogy létrehozza a spin-ice néven ismert anyag első háromdimenziós replikáját.
A centrifugálási jég anyagok rendkívül szokatlanok, mivel úgynevezett hibákkal rendelkeznek, amelyek egy mágnes egyetlen pólusaként viselkednek.
Ezek az egyoszlopos mágnesek, más néven mágneses monopolok, nem léteznek a természetben; Amikor minden mágneses anyagot kettőre vágnak, akkor mindig új mágnest hoz létre egy északi és déli pólusú.
A tudósok évtizedek óta messzire és széles körben keresnek a természetben előforduló bizonyítékokatmágneses Monopolák abban a reményben, hogy végül a természet alapvető erõit az úgynevezett elméletbe csoportosítják, az összes fizikát egy tető alá helyezve.
Az utóbbi években azonban a fizikusok kétdimenziós spin-jég anyagok létrehozásával sikerült előállítaniuk a mágneses monopol mesterséges változatát.
Ezek a szerkezetek eddig sikeresen kimutatták a mágneses monopolot, de lehetetlen ugyanazt a fizikát elérni, ha az anyag egyetlen síkra korlátozódik. Valójában a spin-jég rács speciális háromdimenziós geometriája kulcsfontosságú annak szokatlan képességéhez, hogy apró struktúrákat hozzon létre, amelyek utánozzákmágnesesmonopolok.
A Nature Communications ma közzétett új tanulmányban a Cardiff Egyetem tudósai által vezetett csapat létrehozta az első 3D-s replikát egy spin-Ice anyagból, kifinomult 3D nyomtatási és feldolgozással.
A csapat szerint a 3D nyomtatási technológia lehetővé tette számukra, hogy testreszabják a mesterséges spin-jég geometriáját, vagyis ellenőrizhetik a mágneses monopolok kialakulásának módját és mozgatását a rendszerekben.
A mini monopole mágnesek 3D -ben történő manipulálásának képessége egy sor alkalmazás, amelyet mondanak, a továbbfejlesztett számítógépes tárolástól kezdve a 3D -s számítástechnikai hálózatok létrehozásáig, amelyek utánozzák az emberi agy idegi szerkezetét.
„Több mint 10 éve a tudósok két dimenzióban hoznak létre és tanulmányoznak a mesterséges spin-ice-t. Az ilyen rendszerek háromdimenziókra történő kiterjesztésével sokkal pontosabban ábrázoljuk a Spin-Ice monopol fizikát, és képesek vagyunk tanulmányozni a felületek hatását ”-mondta Dr. Sam Ladak vezető szerző a Cardiff Egyetem Fizikai és Csillagászati Iskolájából.
"Ez az első alkalom, amikor bárki képes volt egy spin-jég pontos 3D-s replikájának létrehozására, tervezéssel, nanoméretre."
A mesterséges spin-ice-t a legmodernebb 3D nanofabribrózációs technikák felhasználásával hozták létre, amelyekben az apró nanoszálakat négy rétegre rakották egy rácsszerkezetben, amely maga kevésbé mért, mint az emberi haj szélessége.
Ezután a mágneses erőmikroszkóposnak nevezett speciális mikroszkópia típusú, a mágnesességre érzékeny volt a készüléken lévő mágneses töltések megjelenítésére, lehetővé téve a csapat számára, hogy nyomon kövesse az egypólusú mágnesek mozgását a 3D szerkezeten.
„Munkánk fontos, mivel ez azt mutatja, hogy a nanoméretű 3D nyomtatási technológiák felhasználhatók a kémia által általában szintetizált anyagok utánozására” - folytatta Dr. Ladak.
„Végső soron ez a munka lehetőséget kínálhat új mágneses metamáterek előállítására, ahol az anyag tulajdonságait a mesterséges rács 3D geometriájának szabályozásával kell beállítani.
„A mágneses tárolókészülékek, például a merevlemez -meghajtó vagy a mágneses véletlenszerű hozzáférésű memóriakészülékek, egy másik terület, amelyet ez az áttörés nagymértékben befolyásolhat. Mivel a jelenlegi eszközök a rendelkezésre álló három dimenzió közül csak kettőt használnak, ez korlátozza a tárolható információk mennyiségét. Mivel a monopóliumok mágneses mezővel mozgathatók a 3D -s rács körül, lehetséges, hogy a mágneses töltés alapján valódi 3D tárolóeszközt hozzon létre. ”
A postai idő: május-28-2021