NTNU의 연구원들은 매우 밝은 엑스레이를 사용하여 영화를 만들어 작은 규모로 자기 재료에 빛을 발산하고 있습니다.
NTNU의 전자 시스템 부서의 산화물 전자 그룹 공동 이사 인 Erik Folven과 벨기에의 NTNU 및 Ghent University의 동료들은 외부 자기장에 의해 방해 될 때 얇은 필름 마이크로 머그넷이 어떻게 변하는 지 확인하기 시작했습니다. NTNU Nano와 노르웨이 연구위원회가 부분적으로 자금을 지원하는이 작품은 Journal Physical Review Research에 발표되었습니다.
작은 자석
Einar 독립 디너는 실험에 사용 된 작은 정사각형 자석을 발명했습니다.
NTNU Ph.D.에 의해 생성 된 작은 정사각 자석 후보 Einar 독립형 디너는 폭 2 마이크로 미터이며 4 개의 삼각형 도메인으로 나뉘며, 각각은 자석 주위에 시계 방향 또는 반 시계 방향으로 다른 자기 방향을 가리 킵니다.
특정 자기 재료에서, 작은 원자 그룹은 도메인이라는 영역으로 함께 밴드되며, 모든 전자는 동일한 자기 방향을 갖는다.
NTNU 자석에서,이 도메인들은 자성 모멘트가 재료의 평면 안팎에서 직접적으로 가리키는 중심점 (와류 코어)에서 만나게됩니다.
Folven은“자기장을 적용하면 점점 더 많은 도메인이 같은 방향을 가리킬 것입니다. "그들은 성장할 수 있고 줄어들 수있는 다음 서로 합병 할 수 있습니다."
전자는 거의 빛의 속도로 전자입니다
이런 일이 일어나는 것을 보는 것은 쉽지 않습니다. 연구원들은 베를린의 Bessy II로 알려진 80m 폭의 도넛 모양의 싱크로트론으로 마이크로 머고넷을 가져 갔으며, 전자는 거의 빛의 속도로 이동할 때까지 전자가 가속화됩니다. 빠르게 움직이는 전자는 매우 밝은 엑스레이를 방출합니다.
Folven은“우리는이 엑스레이를 가져 와서 현미경의 빛으로 사용합니다.
전자는 2 개의 나노초로 분리 된 묶음으로 싱크로트론 주위를 이동하기 때문에 방출되는 X- 레이는 정확한 펄스로 나옵니다.
스캐닝 변속기 X- 선 현미경 또는 STXM은 X- 레이를 사용하여 재료의 자기 구조의 스냅 샷을 만듭니다. 이 스냅 샷을 함께 스티칭함으로써 연구원들은 기본적으로 마이크로 마그네트가 시간이 지남에 따라 어떻게 변하는 지 보여주는 영화를 만들 수 있습니다.
STXM의 도움으로 Folven과 그의 동료들은 자기장을 생성하는 전류의 맥박으로 마이크로 마그넷을 방해하고 도메인이 모양이 바뀌고 와류 코어가 중앙에서 움직이는 것을 보았습니다.
"당신은 아주 작은 자석을 가지고 있고, 당신은 그것을 찌르고 다시 정착 할 때 이미지를 만들려고 노력합니다."라고 그는 말합니다. 그 후, 그들은 핵심이 중간으로 돌아 오는 것을 보았지만 직선이 아니라 구불 구불 한 경로를 따라 갔다.
Folven은“이것은 센터로 돌아갈 것입니다.
하나의 미끄러짐과 끝났습니다
그들은 연구자들이 재료의 특성을 조정할 수 있지만 STXM에서 X- 레이를 차단할 수있는 기질 위에 생성 된 에피 택셜 재료를 연구하기 때문입니다.
NTNU Nanolab에서 작업 한 연구원들은 자기 특성을 보호하기 위해 마이크로 마그네트를 탄소 층 아래에 묻어 기질 문제를 해결했습니다.
그런 다음, 그들은 매우 얇은 층 만 남아있을 때까지 집중된 갈륨 이온 빔으로 아래에있는 기질을 조심스럽고 정확하게칩니다. 타기 과정은 샘플 당 8 시간이 걸릴 수 있으며 한 번의 미끄러짐은 재난을 일으킬 수 있습니다.
"중요한 것은 당신이 자기를 죽이면 베를린에 앉기 전에 그것을 알지 못한다는 것입니다."라고 그는 말합니다. "물론 트릭은 하나 이상의 샘플을 가져 오는 것입니다."
기본 물리에서 미래의 장치에 이르기까지
고맙게도 효과가 있었고 팀은 신중하게 준비된 샘플을 사용하여 시간이 지남에 따라 Micromagnet 도메인이 어떻게 성장하고 줄어들 었는지를 도표로 작성했습니다. 또한 컴퓨터 시뮬레이션을 만들어 작업에 어떤 힘이 있었는지 더 잘 이해했습니다.
기본 물리학에 대한 지식을 발전시킬뿐만 아니라 이러한 길이와 시간 척도에서 자기가 어떻게 작동하는지 이해하는 것은 미래의 장치를 만드는 데 도움이 될 수 있습니다.
자기는 이미 데이터 저장에 사용되었지만 연구자들은 현재이를 더 활용할 수있는 방법을 찾고 있습니다. 예를 들어, 소용돌이 코어의 자기 방향 및 마이크로 마그네트의 도메인은 아마도 0s 및 1의 형태로 정보를 인코딩하는 데 사용될 수 있습니다.
연구원들은 이제 개별 자기 모멘트의 순 효과가 취소되는 반 페로기 물질 로이 작업을 반복하는 것을 목표로하고 있습니다. 이론적으로는 이론적으로, 이론에서, 이론적으로, 반 페로기 물질은 전력이 손실 될 때에도 에너지가 거의 필요하지 않고 안정적으로 유지되는 장치를 만드는 데 사용될 수 있지만, 생성 된 신호가 훨씬 약하기 때문에 조사하기가 훨씬 까다로워집니다.
그 도전에도 불구하고 Folven은 낙관적입니다. "우리는 샘플을 만들고 엑스레이로 볼 수 있다는 것을 보여줌으로써 첫 번째 땅을 덮었습니다."라고 그는 말합니다. "다음 단계는 반 페로 자성 물질로부터 충분한 신호를 얻기에 충분히 높은 품질의 샘플을 만들 수 있는지 여부를 확인하는 것입니다."
시간 후 : 5 월 10 일 -2021 년