Naukowcy zrobili krok w kierunku stworzenia potężnych urządzeń, które wykorzystująmagnetyczny Ładowanie poprzez utworzenie pierwszej trójwymiarowej repliki materiału znanego jako owoce.
Materiały spinowe są niezwykle niezwykłe, ponieważ mają tak zwane wady, które zachowują się jak pojedynczy biegun magnesu.
Te magnesy pojedyncze bieguna, znane również jako monopole magnetyczne, nie istnieją w naturze; Kiedy każdy materiał magnetyczny zostanie pocięty na dwa, zawsze stworzy nowy magnes z biegunem północnym i południowym.
Przez dziesięciolecia naukowcy szukają szeroko niż dowody na naturalne miejscemagnetyczny Monopole w nadziei na ostateczne pogrupowanie podstawowych sił przyrody w tak zwaną teorię wszystkiego, umieszczając całą fizykę pod jednym dachem.
Jednak w ostatnich latach fizykom udało się wyprodukować sztuczne wersje magnetycznego monopolu poprzez tworzenie dwuwymiarowych materiałów spinowych.
Do tej pory struktury te z powodzeniem wykazały monopol magnetyczny, ale niemożliwe jest uzyskanie tej samej fizyki, gdy materiał jest ograniczony do pojedynczej płaszczyzny. Rzeczywiście, jest to specyficzna trójwymiarowa geometria sieci spin-lci, jest kluczowa dla jej niezwykłej zdolności do tworzenia niewielkich struktur, które naśladująmagnetycznymonopole.
W nowym badaniu opublikowanym dzisiaj w Nature Communications zespół kierowany przez naukowców z Cardiff University stworzył pierwszą w historii replikę 3D materiału spin-ce, wykorzystując wyrafinowany rodzaj drukowania i przetwarzania 3D.
Zespół twierdzi, że technologia drukowania 3D pozwoliła im dostosować geometrię sztucznego obrotu, co oznacza, że mogą kontrolować sposób tworzenia i przemieszczania się w systemach monopoli magnetycznych.
Możliwość manipulowania mini monopolowymi magnesami w 3D może otworzyć cały szereg aplikacji, które mówią, od zwiększonego przechowywania komputera po tworzenie sieci obliczeniowych 3D, które naśladują strukturę neuronalną ludzkiego mózgu.
„Od ponad 10 lat naukowcy tworzą i studiują sztuczne obrot w dwóch wymiarach. Rozszerzając takie systemy na trzy-wymiary, zyskujemy znacznie dokładniejszą reprezentację fizyki monopolowej spin-ce i jesteśmy w stanie zbadać wpływ powierzchni ”-powiedział główny autor dr Sam Ladak z School of Physics and Astronomy University Uniwersytetu Cardiff.
„Po raz pierwszy każdy był w stanie stworzyć dokładną replikę 3D z lakieru, według projektu, w nanoskali”.
Sztuczne spin-lcene zostały utworzone przy użyciu najnowocześniejszych technik nanofabrykacji 3D, w których małe nanodruty zostały ułożone w cztery warstwy w strukturze sieci, która sama mierzyła ogólnie mniej niż szerokość ludzkich włosów.
Specjalny rodzaj mikroskopii znany jako mikroskopia siły magnetycznej, która jest wrażliwa na magnetyzm, został następnie wykorzystany do wizualizacji ładunków magnetycznych obecnych na urządzeniu, umożliwiając zespołowi śledzenie ruchu magnesów jednobiegunowych w strukturze 3D.
„Nasza praca jest ważna, ponieważ pokazuje, że nanoskalowe technologie drukowania 3D mogą być stosowane do naśladowania materiałów, które są zwykle syntetyzowane przez chemię”, kontynuował dr Ladak.
„Ostatecznie praca ta może stanowić sposób na wytwarzanie nowych magnetycznych metamateriałów, w których właściwości materiałowe są dostrojone poprzez kontrolowanie geometrii 3D sztucznej sieci.
„Magnetyczne urządzenia do przechowywania, takie jak napęd na dysku twardego lub magnetyczne urządzenia pamięci o losowym dostępie, to kolejny obszar, na który ten przełom może mieć ogromny wpływ. Ponieważ obecne urządzenia wykorzystują tylko dwa z trzech dostępnych wymiarów, ogranicza to ilość informacji, które można przechowywać. Ponieważ monopole można przesuwać wokół sieci 3D za pomocą pola magnetycznego, możliwe może być utworzenie prawdziwego urządzenia do przechowywania 3D na podstawie ładunku magnetycznego. ”
Czas po: 28-2021