Znanstveniki so naredili korak k ustvarjanju močnih naprav, ki izkoriščajomagnetno Napolnite z ustvarjanjem prve tridimenzionalne replike materiala, znanega kot spin-led.
Spin led materiali so izjemno nenavadni, saj imajo tako imenovane napake, ki se obnašajo kot enojni pol magneta.
Ti enoletni magneti, znani tudi kot magnetni monopoli, v naravi ne obstajajo; Ko je vsak magnetni material razrezan na dva, bo vedno ustvaril nov magnet s severnim in južnim polom.
Znanstveniki že desetletja iščejo daleč naokoli zaradi dokazov o naravnih dogodkihmagnetno Monopoli v upanju, da bodo temeljne sile narave končno združili v tako imenovano teorijo vsega, ki je vso fiziko postavil pod eno streho.
Vendar so v zadnjih letih fiziki uspeli ustvariti umetne različice magnetnega monopola z ustvarjanjem dvodimenzionalnih materialov za vrtenje.
Do danes so te strukture uspešno pokazale magnetni monopol, vendar je nemogoče pridobiti isto fiziko, če je material omejen na eno samo ravnino. Dejansko je specifična tridimenzionalna geometrija rešetke spin-Ice, ki je ključna za njegovo nenavadno sposobnost ustvarjanja drobnih strukturmagnetnomonopole.
V novi študiji, ki je bila danes objavljena v Nature Communications, je ekipa, ki jo vodijo znanstveniki na univerzi Cardiff, ustvarila prvo 3D repliko materiala za spin-led z uporabo prefinjene vrste 3D tiskanja in obdelave.
Ekipa pravi, da jim je tehnologija 3D tiskanja omogočila, da prilagodijo geometrijo umetnega vrtenja, kar pomeni, da lahko nadzirajo način, kako se v sistemih oblikujejo in premikajo magnetne monopole.
Zmožnost manipulacije z mini monopolnimi magneti v 3D bi lahko odprla celo vrsto aplikacij, od izboljšane računalniške shranjevanje do ustvarjanja 3D računalniških omrežij, ki posnemajo nevronsko strukturo človeških možganov.
»Znanstveniki že več kot 10 let ustvarjajo in preučujejo umetno vrtenje v dveh dimenzijah. Z razširitvijo takšnih sistemov na tridimenzije pridobimo veliko natančnejšo predstavitev fizike monopola Spin-Ice in lahko preučimo vpliv površin, "je dejal vodilni avtor dr. Sam Ladak s šole za fiziko in astronomijo univerze Cardiff.
"To je prvič, da je kdo uspel ustvariti natančno 3D repliko vrtenja, po oblikovanju, na nanoskalnici."
Umetni spin-ic je bil ustvarjen z najsodobnejšimi tehnikami 3D nanofabrikacije, v katerih so bile drobne nanožice zložene v štiri plasti v strukturi rešetke, ki je sama merila manj kot širina človeškega las.
Nato je bila uporabljena posebna vrsta mikroskopije, znane kot magnetna mikroskopija, ki je občutljiva na magnetizem, za vizualizacijo magnetnih nabojev, ki so prisotni na napravi, kar omogoča ekipi, da sledi gibanju enopolnih magnetov čez 3D strukturo.
"Naše delo je pomembno, saj kaže, da se lahko nanoskalne tehnologije 3D tiskanja uporabijo za posnemanje materialov, ki se običajno sintetizirajo s kemijo," je nadaljeval dr. Ladak.
"Na koncu bi to delo lahko zagotovilo sredstvo za izdelavo novih magnetnih metamaterialov, kjer se materialne lastnosti uglasijo z nadzorom 3D geometrije umetne rešetke.
„Magnetne naprave za shranjevanje, kot so pogon trdega diska ali magnetne pomnilniške naprave z naključnim dostopom, je drugo področje, na katerega bi lahko ta preboj množično vplival. Ker trenutne naprave uporabljajo le dve od treh razpoložljivih dimenzij, to omejuje količino informacij, ki jih je mogoče shraniti. Ker se monopole lahko premaknete po 3D rešetki z magnetnim poljem, je mogoče ustvariti pravo 3D shranjevalno napravo, ki temelji na magnetnem naboju. "
Čas objave: maj-28-2021