Saintis telah mengambil langkah ke arah penciptaan peranti yang kuat yang memanfaatkanmagnet Caj dengan mencipta replika tiga dimensi pertama bahan yang dikenali sebagai spin-ais.
Bahan-bahan ais berputar sangat luar biasa kerana mereka mempunyai kecacatan yang dipanggil yang berkelakuan sebagai tiang tunggal magnet.
Magnet tiang tunggal ini, juga dikenali sebagai monopoles magnet, tidak wujud dalam alam; Apabila setiap bahan magnet dipotong menjadi dua, ia akan sentiasa membuat magnet baru dengan tiang utara dan selatan.
Selama beberapa dekad saintis telah melihat jauh dan luas untuk bukti yang berlaku secara semula jadimagnet Monopoles dengan harapan akhirnya mengumpulkan kekuatan asas alam semula jadi ke dalam teori yang dipanggil segala-galanya, meletakkan semua fizik di bawah satu bumbung.
Walau bagaimanapun, dalam beberapa tahun kebelakangan, ahli fizik telah berjaya menghasilkan versi buatan monopole magnet melalui penciptaan bahan-bahan spin-ais dua dimensi.
Sehingga kini struktur ini berjaya menunjukkan monopole magnet, tetapi tidak mungkin untuk mendapatkan fizik yang sama apabila bahan itu terhad kepada satu pesawat. Memang, ia adalah geometri tiga dimensi spesifik kisi spin-ais yang menjadi kunci keupayaannya yang luar biasa untuk menghasilkan struktur kecil yang menirumagnetmonopoles.
Dalam satu kajian baru yang diterbitkan hari ini dalam Nature Communications, satu pasukan yang diketuai oleh saintis di Cardiff University telah mencipta replika 3D pertama bahan spin-ais menggunakan jenis percetakan dan pemprosesan 3D yang canggih.
Pasukan itu mengatakan teknologi percetakan 3D telah membolehkan mereka menyesuaikan geometri dari spin-ice buatan, yang bermaksud mereka dapat mengawal cara monopoles magnet terbentuk dan bergerak di dalam sistem.
Mampu memanipulasi magnet monopole mini dalam 3D boleh membuka pelbagai aplikasi yang mereka katakan, dari penyimpanan komputer yang dipertingkatkan kepada penciptaan rangkaian pengkomputeran 3D yang meniru struktur saraf otak manusia.
"Selama lebih dari 10 tahun saintis telah mencipta dan mempelajari spin-ais tiruan dalam dua dimensi. Dengan memperluaskan sistem sedemikian kepada tiga dimensi, kami mendapat perwakilan yang lebih tepat dari fizik monopole spin-ais dan dapat mengkaji kesan permukaan, "kata penulis utama Dr. Sam Ladak dari Sekolah Fizik dan Astronomi Cardiff University.
"Ini adalah kali pertama sesiapa yang dapat mencipta replika 3D yang tepat dari spin-ais, dengan reka bentuk, pada nanoscale."
Teknik spin tiruan telah dibuat menggunakan teknik nanofabrication 3D yang canggih di mana nanowires kecil disusun menjadi empat lapisan dalam struktur kekisi, yang sendiri diukur kurang daripada lebar rambut manusia secara keseluruhan.
Jenis mikroskopi khas yang dikenali sebagai mikroskopi daya magnet, yang sensitif terhadap magnet, kemudian digunakan untuk memvisualisasikan caj magnet yang hadir pada peranti, yang membolehkan pasukan mengesan pergerakan magnet tunggal di seluruh struktur 3D.
"Kerja kami adalah penting kerana ia menunjukkan bahawa teknologi percetakan 3D nanoscale boleh digunakan untuk meniru bahan -bahan yang biasanya disintesis melalui kimia," kata Dr Ladak.
"Akhirnya, kerja ini dapat menyediakan cara untuk menghasilkan metamaterial magnet novel, di mana sifat -sifat bahan ditala dengan mengawal geometri 3D kisi buatan.
"Peranti penyimpanan magnet, seperti pemacu cakera keras atau peranti memori akses rawak magnet, adalah satu lagi kawasan yang boleh dipengaruhi secara besar -besaran oleh kejayaan ini. Oleh kerana peranti semasa menggunakan hanya dua daripada tiga dimensi yang ada, ini mengehadkan jumlah maklumat yang boleh disimpan. Oleh kerana monopoles boleh dipindahkan ke sekitar kisi 3D menggunakan medan magnet, mungkin dapat membuat peranti penyimpanan 3D yang benar berdasarkan caj magnet. "
Masa Post: Mei-28-2021