သေးငယ်သော သံလိုက်များ၏ အတွင်းပိုင်း လုပ်ဆောင်ချက်များကို ကြည့်ရှုရန် နည်းလမ်းသစ်

NTNU မှ သုတေသီများသည် အလွန်တောက်ပသော X-rays များအကူအညီဖြင့် ရုပ်ရှင်များဖန်တီးခြင်းဖြင့် သေးငယ်သော သံလိုက်ပစ္စည်းများကို အလင်းပေးနေကြသည်။

NTNU ၏ အီလက်ထရွန်းနစ်စနစ်ဌာနမှ အောက်ဆိုဒ်အီလက်ထရွန်နစ်ပစ္စည်းအဖွဲ့၏ တွဲဖက်ဒါရိုက်တာ Erik Folven နှင့် ဘယ်လ်ဂျီယံနိုင်ငံ NTNU နှင့် Ghent တက္ကသိုလ်တို့မှ လုပ်ဖော်ကိုင်ဖက်များသည် ပြင်ပသံလိုက်စက်ကွင်းကြောင့် ပါးလွှာသောဖလင်မိုက်ခရိုမက်ဂက်များ မည်ကဲ့သို့ပြောင်းလဲနေသည်ကို ကြည့်ရှုရန် စတင်ခဲ့ကြသည်။NTNU Nano နှင့် Norway of Research Council တို့မှ တစ်စိတ်တစ်ပိုင်း ထောက်ပံ့ထားသည့် အဆိုပါ အလုပ်အား Physical Review Research ဂျာနယ်တွင် ထုတ်ဝေခဲ့သည်။

သံလိုက်လေးတွေ

Einar Standal Digernes သည် စမ်းသပ်မှုတွင် အသုံးပြုသည့် သေးငယ်သော စတုရန်းသံလိုက်များကို တီထွင်ခဲ့သည်။

NTNU Ph.D မှဖန်တီးထားသောသေးငယ်သောစတုရန်းသံလိုက်။ကိုယ်စားလှယ်လောင်း Einar Standal Digernes သည် နှစ်မိုက်ခရိုမီတာမျှသာ ကျယ်ပြီး တြိဂံပုံ ဒိုမိန်းလေးခုအဖြစ် ကွဲသွားကာ တစ်ခုစီသည် မတူညီသော သံလိုက်လမ်းကြောင်းကို လက်ယာရစ် ညွှန်ပြသော သို့မဟုတ် သံလိုက်ပတ်ပတ်လည် လက်ယာရစ် ဆန့်ကျင်ဘက် ဖြစ်သည်။

အချို့သော သံလိုက်ပစ္စည်းများတွင်၊ အက်တမ်အုပ်စုငယ်များသည် အီလက်ထရွန်များအားလုံး တူညီသော သံလိုက်တိမ်းညွှတ်မှုရှိသည့် ဒိုမိန်းများဟုခေါ်သည့် နယ်ပယ်များအဖြစ် စုစည်းထားသည်။

NTNU သံလိုက်များတွင် ဤဒိုမိန်းများသည် သံလိုက်အခိုက်အတန့်သည် အရာဝတ္ထု၏ လေယာဉ်အတွင်း သို့မဟုတ် အပြင်သို့ တိုက်ရိုက်ညွှန်ပြသည့် ဗဟိုအချက်—ရေဝဲအူတိုင်—တွင် တွေ့ဆုံသည်။

“သံလိုက်စက်ကွင်းတစ်ခုကို ကျွန်ုပ်တို့အသုံးပြုသောအခါ၊ ဤဒိုမိန်းများသည် တူညီသောဦးတည်ချက်သို့ ပိုများလာလိမ့်မည်” ဟု Folven ကဆိုသည်။"သူတို့ ကြီးထွားနိုင်ပြီး ကျုံ့နိုင်တယ်၊ ပြီးတော့ တစ်ခုနဲ့တစ်ခု ပေါင်းစည်းနိုင်တယ်။"

အီလက်ထရွန်များသည် အလင်း၏အလျင်နီးပါးဖြစ်သည်။

ဒီလိုဖြစ်တာ မလွယ်ဘူး။သုတေသီများသည် ၎င်းတို့၏ မိုက်ခရိုသံလိုက်များကို အီလက်ထရွန်များ အလင်းအလျင်နီးပါး ရွေ့လျားသွားသည်အထိ အရှိန်မြှင့်ထားသည့် ဘာလင်ရှိ BESSY II ဟု လူသိများသော 80m ကျယ်သော ဒိုးနပ်ပုံတူ synchrotron တစ်ခုသို့ ယူဆောင်သွားကြသည်။လျင်မြန်စွာ ရွေ့လျားနေသော အီလက်ထရွန်များသည် အလွန်တောက်ပသော X-rays များကို ထုတ်လွှတ်သည်။

“ကျွန်တော်တို့ ဒီ X-rays တွေကို ကျွန်တော်တို့ရဲ့ အဏုကြည့်မှန်ပြောင်းမှာ အလင်းအဖြစ် အသုံးပြုပါတယ်” လို့ Folven က ဆိုပါတယ်။

အီလက်ထရွန်များသည် synchrotron ၏ ပတ်ပတ်လည်တွင် အတွဲလိုက် နှစ်ခုခွဲကာ နာနိုစက္ကန့်ဖြင့် သွားလာနေသောကြောင့် ၎င်းတို့ထုတ်လွှတ်သော X-rays များသည် တိကျသော pulses များဖြစ်သည်။

စကင်န်ဖတ်ခြင်း ထုတ်လွှင့်မှု X-ray အဏုစကုပ် သို့မဟုတ် STXM သည် ပစ္စည်း၏ သံလိုက်ဖွဲ့စည်းပုံကို လျှပ်တစ်ပြက်ဖန်တီးရန် ထိုဓာတ်မှန်များကို ယူသည်။ဤလျှပ်တစ်ပြက်များကို တွဲချိတ်ခြင်းဖြင့် သုတေသီများသည် အချိန်နှင့်အမျှ မိုက်ခရိုမက်ဂနက် ပြောင်းလဲပုံကို ပြသသည့် ရုပ်ရှင်တစ်ခု ဖန်တီးနိုင်သည်။

STXM ၏အကူအညီဖြင့်၊ Folven နှင့် သူ၏လုပ်ဖော်ကိုင်ဖက်များသည် သံလိုက်စက်ကွင်းကိုထုတ်ပေးသည့် လျှပ်စီးကြောင်းဖြင့် ၎င်းတို့၏မိုက်ခရိုသံလိုက်များကို နှောင့်ယှက်ကာ domains များသည် ပုံသဏ္ဍာန်ပြောင်းလဲသွားကာ အလယ်ဗဟိုမှ vortex core ရွေ့သွားသည်ကိုတွေ့လိုက်ရသည်။

"မင်းမှာ အလွန်သေးငယ်တဲ့ သံလိုက်တစ်ခုရှိတယ်၊ ပြီးတော့ မင်းကို နှိုက်ပြီး ပြန်ပြေသွားအောင် ပုံသွင်းဖို့ ကြိုးစားတယ်" ဟု ၎င်းက ဆိုသည်။ထို့နောက်တွင်၊ အလယ်ဗဟိုသို့ ပြန်သွားသည်—သို့သော် မျဉ်းဖြောင့်မဟုတ်ဘဲ အကွေ့အကောက်များသော လမ်းကြောင်းအတိုင်း လျှောက်သွားသည်ကို တွေ့ကြရသည်။

Folven က “ဗဟိုကို ပြန်ပြီး ကပြမယ်” လို့ ပြောပါတယ်။

တစ်ချက်ချော်ပြီးသွားပြီ

အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် ၎င်းတို့သည် သုတေသီများအား ပစ္စည်း၏ ဂုဏ်သတ္တိများကို ပြုပြင်ပြောင်းလဲနိုင်စေရန် ခွင့်ပြုပေးသော အလွှာတစ်ခု၏ အပေါ်မှ ဖန်တီးထားသည့် epitaxial ပစ္စည်းများကို လေ့လာသောကြောင့်၊ သို့သော် STXM တွင် X-rays များကို ပိတ်ဆို့နိုင်သောကြောင့် ဖြစ်သည်။

NTNU NanoLab တွင် အလုပ်လုပ်ရင်း၊ သုတေသီများသည် ၎င်း၏ သံလိုက်ဂုဏ်သတ္တိများကို ကာကွယ်ရန် ကာဗွန်အလွှာတစ်ခုအောက်တွင် ၎င်းတို့၏ မိုက်ခရိုသံလိုက်ကို မြှုပ်နှံခြင်းဖြင့် အလွှာပြဿနာကို ဖြေရှင်းခဲ့သည်။

ထို့နောက် ၎င်းတို့သည် အလွန်ပါးလွှာသော အလွှာတစ်ခုသာ ကျန်ရှိတော့သည့်တိုင်အောင် ဂယ်လီယမ် အိုင်းယွန်း၏ အာရုံစူးစိုက်ထားသော အလင်းတန်းတစ်ခုဖြင့် အောက်ခံအလွှာကို ဂရုတစိုက်နှင့် တိတိပပ ခွဲထုတ်ပစ်လိုက်သည်။ဝီရိယစိုက်ထုတ်သည့် လုပ်ငန်းစဉ်သည် နမူနာတစ်ခုလျှင် ရှစ်နာရီကြာနိုင်သည်၊ ချော်လဲမှုတစ်ခုသည် ဘေးဥပဒ်ဖြစ်စေနိုင်သည်။

“အရေးကြီးတာက သံလိုက်ဓာတ်ကို သတ်ပစ်ရင် ဘာလင်မှာ မထိုင်ခင် အဲဒါကို ငါတို့ သိမှာ မဟုတ်ဘူး” ဟု ၎င်းက ဆိုသည်။"နမူနာတစ်ခုထက်ပိုယူဖို့ လှည့်ကွက်က သေချာပါတယ်။"

အခြေခံရူပဗေဒမှ အနာဂတ်စက်ပစ္စည်းများအထိ

ကျေးဇူးတင်စွာဖြင့် ၎င်းသည် အလုပ်လုပ်ခဲ့ပြီး၊ အဖွဲ့သည် ၎င်းတို့၏ဂရုတစိုက်ပြင်ဆင်ထားသောနမူနာများကို အသုံးပြုကာ micromagnet ၏ဒိုမိန်းများ အချိန်ကြာလာသည်နှင့်အမျှ ကျုံ့လာပုံကို ဇယားကွက်ပြုလုပ်ခဲ့သည်။၎င်းတို့သည် လုပ်ငန်းခွင်တွင် မည်သည့် အင်အားစုများကို ကောင်းစွာ နားလည်နိုင်စေရန် ကွန်ပျူတာ သရုပ်ဖော်မှုများကိုလည်း ဖန်တီးခဲ့သည်။

အခြေခံ ရူပဗေဒဆိုင်ရာ ကျွန်ုပ်တို့၏ အသိပညာကို မြှင့်တင်ပေးသည့်အပြင် ဤအလျားနှင့် အချိန်စကေးများတွင် သံလိုက်ဓာတ် မည်သို့အလုပ်လုပ်သည်ကို နားလည်ခြင်းသည် အနာဂတ်စက်ပစ္စည်းများကို ဖန်တီးရာတွင် အထောက်အကူဖြစ်နိုင်သည်။

သံလိုက်ဓာတ်ကို ဒေတာသိုလှောင်မှုအတွက် အသုံးပြုထားပြီးဖြစ်သော်လည်း သုတေသီများက ၎င်းကို ထပ်မံအသုံးချရန် နည်းလမ်းများကို ရှာဖွေလျက်ရှိသည်။ဥပမာအားဖြင့် ရေဝဲအူတိုင်နှင့် မိုက်ခရိုသံလိုက်၏ ဒိုမိန်းများ၏ သံလိုက်လမ်းကြောင်းများကို 0s နှင့် 1s ပုံစံဖြင့် ကုဒ်လုပ်ရန် အသုံးပြုနိုင်သည်။

ယခုအခါ သုတေသီများသည် အဆိုပါ သံလိုက်ဓာတ်အား ဆန့်ကျင်သည့် ပစ္စည်းများဖြင့် ပြန်လည်လုပ်ဆောင်ရန် ရည်မှန်းထားပြီး တစ်ဦးချင်းစီ၏ သံလိုက်အခိုက်အတန့်များ၏ အသားတင်အကျိုးသက်ရောက်မှုကို ချေဖျက်သွားမည်ဖြစ်သည်။ကွန်ပြူတာနှင့်ပတ်သက်လာလျှင် ၎င်းတို့သည် အလားအလာကောင်းများဖြစ်သည်—သီအိုရီအရ၊ စွမ်းအင်အနည်းငယ်လိုအပ်ပြီး ဓာတ်အားဆုံးရှုံးသွားသည့်တိုင် တည်တည်ငြိမ်ငြိမ်ဖြစ်စေရန်အတွက် သတ္တုဓာတ်ဆန့်ကျင်ပစ္စည်းများကို အသုံးပြုထားနိုင်သည်—သို့သော် ၎င်းတို့ထုတ်လွှတ်သည့်အချက်ပြမှုများမှာ များစွာအားနည်းနေသောကြောင့် စုံစမ်းရန်ပိုမိုခက်ခဲပါသည်။ .

ထိုစိန်ခေါ်မှုရှိသော်လည်း Folven သည် အကောင်းမြင်သည်။"ကျွန်ုပ်တို့သည် နမူနာများကို ဖန်တီး၍ ဓာတ်မှန်များဖြင့် ကြည့်ရှုနိုင်သည်ကို ပြသခြင်းဖြင့် ပထမမြေကို ဖုံးအုပ်ထားပါသည်" ဟု ၎င်းက ဆိုသည်။“နောက်တဆင့်အနေနဲ့ကတော့ သံလိုက်ဓာတ်ဆန့်ကျင်ပစ္စည်းကနေ လုံလောက်တဲ့အချက်ပြမှုရဖို့အတွက် လုံလောက်တဲ့ အရည်အသွေးမြင့်နမူနာတွေကို ဖန်တီးနိုင်မလား။