Peneliti saka NTNU ngeculake cahya ing bahan magnetik ing sisik cilik kanthi nggawe film kanthi bantuan sinar x sing cerah banget.
Erik Folven, Direktur Kelompok Elektronik Oxide ing Departemen Sistem Elektronik Ntnu saka Ntnu lan Universitas Ghent ing Belgium ing Belgium, nalika diganggu dening lapangan mikromagnetik. Pakaryan kasebut, sebagian dibiayai dening NTNU Nano lan Dewan riset saka Norwegia, diterbitake ing jurnal riset fisik.
Magnet cilik
Pintu stasional einar nemoni magnet alun cilik sing digunakake ing eksperimen kasebut.
Magnet Square Titik, Digawe dening NTNU Ph.D. Calon Einar Stalles Digernes, mung rong mikrometer kanthi ambane lan dipérang dadi papat domain segi telu, saben orientasi magnetik sing beda-beda kanthi apik utawa anti-jarik ing sembrono.
Ing bahan magnetik tartamtu, klompok atom sing luwih cilik ing wilayah sing diarani domain, sing kabeh elektron duwe orientasi magnetik sing padha.
Ing magnu NTNU, domain kasebut ketemu ing titik pusat - inti vorteks - ing endi wayahe magnet langsung mlebu utawa metu saka pesawat materi.
"Nalika kita ngetrapake lapangan Magnetik, luwih akeh domain kasebut bakal nunjukake ing arah sing padha," ujare Folven. "Dheweke bisa tuwuh lan bisa nyusut, banjur bisa nggabung dadi siji liyane."
Elektron meh ing kacepetan cahya
Ndelok kedadeyan iki ora gampang. Peneliti njupuk microMagnets menyang synchrotron berbentuk donut kanthi wiyar, sing dikenal minangka Besssy II, ing Berlin, ing ngendi elektron digawe kanthi cepet nganti padha karo kecepatan cahya. Elektron sing cepet-cepet banjur emit sinar x sing padhang banget.
"Kita njupuk sinar X iki lan nggunakake minangka cahya ing mikroskop kita," ujare folven.
Amarga elektron lelungan ngubengi synchrotron ing bunches sing dipisah karo rong nanosecond, sinar X sing diterbitake ing pulsa sing tepat.
Microskop X-Ray transmisi X mikroskop, utawa StXM, njupuk sinar X kasebut kanggo nggawe gambar saka struktur magnetik materi. Kanthi jahitan gambar iki bebarengan, para peneliti bisa uga nggawe film sing nuduhake kepiye owah-owahan mikromagnet sajrone wektu.
Kanthi bantuan saka StXM, folven lan rekan kasebut ngganggu mikromagnets kanthi pulsa saiki sing ngasilake lapangan magnet, lan ndeleng bentuk ganti domain lan pamindhahan inti vorteks saka tengah.
"Sampeyan duwe magnet cilik banget, banjur sampeyan banjur nyoba lan nyoba gambar kaya sing diselehake maneh," ujare. Saklajengipun, dheweke weruh inti bali menyang tengah-nanging ing dalan sing nduwurke tumpukan, dudu garis lurus.
"Iku bakal nari bali menyang tengah," ujare folven.
Siji slip lan wis rampung
Sing amarga sinau babagan bahan epitoxial, sing digawe ing ndhuwur landasan sing ngidini para peneliti kanggo ngapiki sifat-pariwara kanggo ngapiki sifat-sifat material, nanging bakal ngalangi sinar X ing stXM.
Makarya ing NTNU Nanolab, para peneliti ngatasi masalah substrat kanthi ngubur mikromagnet ing lapisan karbon kanggo nglindhungi sifat magnet.
Banjur kanthi ati-ati lan tepat bisa nyuwek landasan ing ngisor kanthi balok sing fokus ing ion Galalium nganti mung lapisan tipis sing tetep tipis. Proses painstaking bisa mbutuhake wolung jam saben sampel-lan siji bisa nyusup bencana.
"Sing kritis yaiku, yen mateni magnetisme, kita ora bakal ngerti sadurunge kita lungguh ing Berlin," ujare. "Trik mesthi, kanggo nggawa luwih saka siji conto."
Saka fisika dhasar menyang piranti mbesuk
Matur nuwun, lan tim nggunakake conto sing disiapake kanthi tliti kanggo ngartuk kepiye domain mikromagnet sing tuwuh lan nyusut wektu. Dheweke uga nggawe simulasi komputer supaya luwih ngerti apa pasukan sing lagi ditindakake.
Uga maju kawruh babagan fisika dhasar, ngerti kepiye magnetisme ing sisik dawa lan wektu iki bisa mbiyantu nggawe piranti mbesuk.
Magnetisme wis digunakake kanggo panyimpenan data, nanging peneliti saiki golek cara kanggo ngeksploit maneh. Orientasi magnetik inti vorteks lan domain mikromagnet, umpamane bisa digunakake kanggo ngumumake informasi kanthi bentuk 0 lan 1.
Peneliti saiki ngarahake mbaleni karya iki kanthi bahan anti-ferromagnetik, ing endi efek net saka momen magnetik individu bisa ngilangi. Iki janji nalika nerangake teori komputasi, bahan anti-ferromagnetik bisa digunakake kanggo nggawe piranti sing mbutuhake energi sing mbutuhake energi sanajan ora bisa diteliti amarga menehi investier luwih lemah.
Sanajan tantangan kasebut, Folven optimis. "Kita wis nutupi lemah pisanan kanthi nuduhake conto sing bisa nggawe conto lan katon liwat sinar X," ujare. "Langkah sabanjure yaiku kanggo ndeleng apa kita bisa nggawe conto kualitas sing cukup dhuwur kanggo entuk sinyal cukup saka bahan anti ferromagnetik."
Wektu Pos: May-10-2021