វិធីថ្មីដើម្បីមើលការងារខាងក្នុងរបស់មេដែកតូចៗ

ក្រុមអ្នកស្រាវជ្រាវមកពី NTNU កំពុងបញ្ចេញពន្លឺលើវត្ថុធាតុម៉ាញ៉េទិចក្នុងកម្រិតតូចៗ ដោយបង្កើតខ្សែភាពយន្ត ដោយមានជំនួយពីកាំរស្មីអ៊ិចភ្លឺខ្លាំងមួយចំនួន។

Erik Folven សហនាយកនៃក្រុមអេឡិចត្រូនិកអុកស៊ីដនៅនាយកដ្ឋានប្រព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចរបស់ NTNU និងសហការីមកពី NTNU និងសាកលវិទ្យាល័យ Ghent ក្នុងប្រទេសបែលហ្ស៊ិកបានកំណត់ដើម្បីមើលពីរបៀបដែលមីក្រូហ្វីលហ្វីលស្តើងផ្លាស់ប្តូរនៅពេលដែលរំខានដោយដែនម៉ាញេទិកខាងក្រៅ។ការងារនេះត្រូវបានផ្តល់មូលនិធិដោយផ្នែកដោយ NTNU Nano និងក្រុមប្រឹក្សាស្រាវជ្រាវនៃប្រទេសន័រវេស ត្រូវបានបោះពុម្ពផ្សាយនៅក្នុងទស្សនាវដ្ដី Physical Review Research។

មេដែកតូច

Einar Standal Digernes បានបង្កើតមេដែករាងការ៉េតូចៗដែលប្រើក្នុងការពិសោធន៍។

មេដែករាងការ៉េតូច បង្កើតឡើងដោយ NTNU Ph.D.បេក្ខជន Einar Standal Digernes មានទទឹងត្រឹមតែពីរមីក្រូម៉ែត្រ និងបំបែកជាបួនជ្រុង ដែលនីមួយៗមានទិសម៉ាញេទិកខុសៗគ្នា ចង្អុលទ្រនិចនាឡិកា ឬប្រឆាំងទ្រនិចនាឡិកាជុំវិញមេដែក។

នៅក្នុងវត្ថុធាតុម៉ាញេទិចមួយចំនួន ក្រុមអាតូមតូចៗបានប្រមូលផ្តុំគ្នាចូលទៅក្នុងតំបន់ដែលហៅថាដែន ដែលអេឡិចត្រុងទាំងអស់មានទិសម៉ាញ៉េទិចដូចគ្នា។

នៅក្នុងមេដែក NTNU ដែនទាំងនេះជួបគ្នានៅចំណុចកណ្តាល - ស្នូល vortex - ដែលពេលម៉ាញេទិកចង្អុលដោយផ្ទាល់នៅក្នុងឬចេញពីយន្តហោះនៃសម្ភារៈ។

Folven និយាយថា "នៅពេលដែលយើងអនុវត្តដែនម៉ាញេទិក ដែនទាំងនេះកាន់តែច្រើននឹងចង្អុលទៅទិសដូចគ្នា" ។"ពួកវាអាចលូតលាស់ ហើយពួកវាអាចរួញ ហើយបន្ទាប់មកពួកវាអាចបញ្ចូលគ្នាទៅវិញទៅមក"។

អេឡិចត្រុងស្ទើរតែនៅល្បឿនពន្លឺ

ឃើញរឿងនេះកើតឡើងមិនងាយស្រួលទេ។ក្រុមអ្នកស្រាវជ្រាវបានយកមីក្រូមេដែករបស់ពួកគេទៅកាន់ synchrotron ដែលមានរាងដូចនំដូណាត់ទទឹង 80 ម៉ែត្រ ដែលត្រូវបានគេស្គាល់ថា BESSY II នៅទីក្រុងប៊ែកឡាំង ជាកន្លែងដែលអេឡិចត្រុងត្រូវបានបង្កើនល្បឿនរហូតដល់ពួកគេធ្វើដំណើរក្នុងល្បឿនស្ទើរតែនៃពន្លឺ។អេឡិចត្រុងដែលមានចលនាលឿនទាំងនោះ បញ្ចេញកាំរស្មីអ៊ិចភ្លឺខ្លាំង។

Folven និយាយថា "យើងយកកាំរស្មី X ទាំងនេះហើយប្រើវាជាពន្លឺនៅក្នុងមីក្រូទស្សន៍របស់យើង" ។

ដោយសារតែអេឡិចត្រុងធ្វើដំណើរជុំវិញ synchrotron ជាបាច់ដែលបំបែកដោយ 2 nanoseconds កាំរស្មី X ដែលពួកវាបញ្ចេញចេញមកជាជីពចរច្បាស់លាស់។

មីក្រូទស្សន៍កាំរស្មីអ៊ិចបញ្ជូនដោយស្កែន ឬ STXM យកកាំរស្មី X ទាំងនោះដើម្បីបង្កើតរូបថតនៃរចនាសម្ព័ន្ធម៉ាញេទិករបស់សម្ភារៈ។តាមរយៈការភ្ជាប់រូបថតទាំងនេះជាមួយគ្នា អ្នកស្រាវជ្រាវអាចបង្កើតភាពយន្តដែលបង្ហាញពីការផ្លាស់ប្តូរមីក្រូមេដែកតាមពេលវេលា។

ដោយមានជំនួយពី STXM Folven និងសហការីរបស់គាត់បានរំខានមីក្រូមេដែករបស់ពួកគេជាមួយនឹងជីពចរនៃចរន្តដែលបង្កើតជាដែនម៉ាញេទិក ហើយបានឃើញដែនផ្លាស់ប្តូររូបរាង ហើយស្នូល vortex ផ្លាស់ទីពីកណ្តាល។

គាត់និយាយថា "អ្នកមានមេដែកតូចមួយ ហើយបន្ទាប់មកអ្នកចាប់វា ហើយព្យាយាមថតវានៅពេលវារលត់ម្តងទៀត" ។ក្រោយមក ពួកគេបានឃើញស្នូលត្រឡប់ទៅកណ្តាលវិញ—ប៉ុន្តែនៅតាមបណ្តោយផ្លូវកោង មិនមែនជាបន្ទាត់ត្រង់នោះទេ។

Folven និយាយ​ថា​៖ «​វា​នឹង​មាន​ការ​រាំ​ត្រឡប់​មក​មជ្ឈមណ្ឌល​វិញ​។

មួយភ្លែតវាចប់ហើយ។

នោះដោយសារតែពួកគេសិក្សាសម្ភារៈ epitaxial ដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅលើកំពូលនៃស្រទាប់ខាងក្រោមដែលអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកស្រាវជ្រាវកែប្រែលក្ខណៈសម្បត្តិនៃសម្ភារៈ ប៉ុន្តែនឹងរារាំងកាំរស្មី X នៅក្នុង STXM ។

ដោយធ្វើការនៅក្នុង NTNU NanoLab អ្នកស្រាវជ្រាវបានដោះស្រាយបញ្ហាស្រទាប់ខាងក្រោមដោយកប់មីក្រូមេដែករបស់ពួកគេនៅក្រោមស្រទាប់កាបូនដើម្បីការពារលក្ខណៈសម្បត្តិម៉ាញ៉េទិចរបស់វា។

បន្ទាប់មក ពួកគេបានបំបែកស្រទាប់ខាងក្រោមយ៉ាងប្រុងប្រយ័ត្ន និងច្បាស់លាស់ជាមួយនឹងធ្នឹមផ្តោតសំខាន់នៃអ៊ីយ៉ុង gallium រហូតដល់សល់តែស្រទាប់ស្តើងបំផុត។ដំណើរការ​នៃ​ការ​ព្យាយាម​អាច​ចំណាយ​ពេល​ប្រាំបី​ម៉ោង​ក្នុង​មួយ​គំរូ ហើយ​ការ​រអិល​មួយ​អាច​នឹង​មាន​គ្រោះមហន្តរាយ។

គាត់និយាយថា "រឿងសំខាន់គឺថា ប្រសិនបើអ្នកសម្លាប់មេដែក យើងនឹងមិនដឹងថាមុនពេលយើងអង្គុយនៅទីក្រុងប៊ែរឡាំង"។"ជាការពិតណាស់ល្បិចគឺដើម្បីនាំយកគំរូច្រើនជាងមួយ" ។

ពីរូបវិទ្យាមូលដ្ឋានទៅឧបករណ៍នាពេលអនាគត

អរគុណដែលវាដំណើរការ ហើយក្រុមការងារបានប្រើគំរូដែលបានរៀបចំយ៉ាងប្រុងប្រយ័ត្នរបស់ពួកគេដើម្បីធ្វើតារាងពីរបៀបដែលដែនរបស់មីក្រូម៉ាញេទិកលូតលាស់ និងបង្រួមតាមពេលវេលា។ពួកគេក៏បានបង្កើតការក្លែងធ្វើកុំព្យូទ័រផងដែរ ដើម្បីយល់កាន់តែច្បាស់ថា តើកម្លាំងអ្វីខ្លះនៅកន្លែងធ្វើការ។

ក៏ដូចជាការជំរុញចំណេះដឹងរបស់យើងអំពីរូបវិទ្យាជាមូលដ្ឋាន ការយល់ដឹងពីរបៀបដែលម៉ាញ៉េទិចដំណើរការតាមមាត្រដ្ឋានប្រវែង និងពេលវេលាទាំងនេះអាចមានប្រយោជន៍ក្នុងការបង្កើតឧបករណ៍នាពេលអនាគត។

ម៉ាញេទិកត្រូវបានប្រើប្រាស់រួចហើយសម្រាប់ការរក្សាទុកទិន្នន័យ ប៉ុន្តែបច្ចុប្បន្នអ្នកស្រាវជ្រាវកំពុងស្វែងរកមធ្យោបាយដើម្បីទាញយកវាបន្ថែមទៀត។ឧទាហរណ៍ ការតំរង់ទិសម៉ាញេទិកនៃស្នូល vortex និងដែននៃមីក្រូមេដែក ប្រហែលជាត្រូវបានប្រើដើម្បីអ៊ិនកូដព័ត៌មានក្នុងទម្រង់ 0s និង 1s។

ឥឡូវនេះក្រុមអ្នកស្រាវជ្រាវមានបំណងធ្វើកិច្ចការនេះឡើងវិញជាមួយនឹងវត្ថុធាតុប្រឆាំងនឹងជាតិដែក ដែលឥទ្ធិពលសុទ្ធនៃពេលវេលាម៉ាញេទិចនីមួយៗនឹងលុបចោល។ទាំងនេះគឺជាការសន្យានៅពេលនិយាយអំពីការគណនា - តាមទ្រឹស្តី វត្ថុធាតុប្រឆាំងនឹងជាតិដែកអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីបង្កើតឧបករណ៍ដែលត្រូវការថាមពលតិចតួច និងនៅមានស្ថេរភាព ទោះបីជាថាមពលត្រូវបានបាត់បង់ក៏ដោយ - ប៉ុន្តែការស៊ើបអង្កេតមានភាពស្មុគស្មាញច្រើន ដោយសារសញ្ញាដែលពួកគេផលិតនឹងខ្សោយជាង។ .

ទោះ​បី​ជា​បញ្ហា​ប្រឈម​នោះ Folven មាន​សុទិដ្ឋិនិយម។លោក​បាន​និយាយ​ថា​៖ «​យើង​បាន​គ្របដណ្ដប់​លើ​មូលដ្ឋាន​ដំបូង​ដោយ​ការ​បង្ហាញ​ថា​យើង​អាច​បង្កើត​គំរូ​និង​ពិនិត្យ​មើល​តាម​រយៈ​កាំរស្មី X ។"ជំហានបន្ទាប់នឹងពិនិត្យមើលថាតើយើងអាចបង្កើតសំណាកដែលមានគុណភាពខ្ពស់គ្រប់គ្រាន់ដើម្បីទទួលបានសញ្ញាគ្រប់គ្រាន់ពីសម្ភារៈប្រឆាំងនឹងជាតិដែកដែរឬទេ"។