Vedci urobili krok k vytvoreniu silných zariadení, ktoré využívajúmagnetický náboj vytvorením vôbec prvej trojrozmernej repliky materiálu známeho ako spin-ľad.
Spin ľadové materiály sú mimoriadne nezvyčajné, pretože majú takzvané defekty, ktoré sa správajú ako jediný pól magnetu.
Tieto jednotlivé pólové magnety, známe tiež ako magnetické monopoly, v prírode neexistujú; Keď je každý magnetický materiál rozrezaný na dva, vždy vytvorí nový magnet so severným a južným pólom.
Po celé desaťročia vedci hľadali široko široko, aby dokázali, že sa prirodzene vyskytujúmagnetický Monopoles v nádeji, že konečne zoskupia základné sily prírody do takzvanej teórie všetkého, čím sa všetka fyzika dostane pod jednu strechu.
V posledných rokoch sa však fyzici podarilo produkovať umelé verzie magnetického monopóla vytvorením dvojrozmerných materiálov spin-ľadu.
Doteraz tieto štruktúry úspešne preukázali magnetický monopol, ale nie je možné získať rovnakú fyziku, keď je materiál obmedzený na jednu rovinu. Je to skutočne špecifická trojrozmerná geometria mriežky spin-ľadu, ktorá je kľúčom k jej neobvyklej schopnosti vytvárať malé štruktúry, ktoré napodobňujúmagnetickýmonopoly.
V novej štúdii publikovanej dnes v Nature Communications tím vedúci vedcov na Cardiffskej univerzite vytvoril prvú 3D repliku materiálu spin-ľadu pomocou sofistikovaného typu 3D tlače a spracovania.
Tím tvrdí, že technológia 3D tlače im umožnila prispôsobiť geometriu umelého spin-ľadu, čo znamená, že dokážu ovládať spôsob, akým sa v systémoch vytvárajú magnetické monopoly.
Schopnosť manipulovať s mini monopolovými magnetmi v 3D by mohla otvoriť celý rad aplikácií, ktoré hovoria, od vylepšeného počítačového ukladania po vytvorenie 3D výpočtových sietí, ktoré napodobňujú nervovú štruktúru ľudského mozgu.
„Vedci už viac ako 10 rokov vytvárajú a študujú umelý spin-ľad v dvoch rozmeroch. Rozšírením takýchto systémov na tri dimenzie získame oveľa presnejšie znázornenie fyziky monopoly spin-ľadu a sme schopní študovať vplyv povrchov, “uviedol vedúci autor Dr. Sam Ladak zo školy fyziky a astronómie v Cardiffskej univerzite.
„Je to prvýkrát, čo niekto bol schopný vytvoriť presnú 3D repliku spin-ľadu, podľa návrhu, na nanomateriáli.“
Umelý spin-ľad bol vytvorený pomocou najmodernejších 3D nanofabrikačných techník, v ktorých boli malé nanočasy naskladané do štyroch vrstiev v mriežkovej štruktúre, ktorá sama sama merala celkovo menej ako šírku ľudských vlasov.
Špeciálny typ mikroskopie známy ako mikroskopia magnetickej sily, ktorá je citlivý na magnetizmus, sa potom použil na vizualizáciu magnetických nábojov prítomných na zariadení, čo umožnilo tímu sledovať pohyb jednostranných magnetov cez 3D štruktúru.
„Naša práca je dôležitá, pretože ukazuje, že technológie 3D tlače nanoscale sa môžu použiť na napodobňovanie materiálov, ktoré sa zvyčajne syntetizujú prostredníctvom chémie,“ pokračoval Dr. Ladak.
„V konečnom dôsledku by táto práca mohla poskytnúť prostriedky na výrobu nových magnetických metamateriálov, kde sú materiálové vlastnosti naladené riadením 3D geometrie umelej mriežky.
„Magnetické ukladacie zariadenia, ako napríklad pohon pevného disku alebo zariadenia na pamäť s magnetickým náhodným prístupom, sú ďalšou oblasťou, ktorú by tento prielom mohol výrazne ovplyvniť. Pretože súčasné zariadenia používajú iba dve z troch dostupných dimenzií, obmedzuje to množstvo informácií, ktoré je možné uložiť. Pretože monopoly sa môžu pohybovať okolo 3D mriežky pomocou magnetického poľa, je možné vytvoriť skutočné 3D úložné zariadenie na základe magnetického náboja. “
Čas príspevku: máj-28-2021