சிறிய காந்தங்களின் உள் செயல்பாடுகளைப் பார்க்க ஒரு புதிய வழி

NTNU வின் ஆராய்ச்சியாளர்கள் சில மிக பிரகாசமான X-கதிர்களின் உதவியுடன் திரைப்படங்களை உருவாக்குவதன் மூலம் சிறிய அளவிலான காந்தப் பொருட்களின் மீது வெளிச்சம் போடுகின்றனர்.

NTNU இன் எலக்ட்ரானிக் சிஸ்டம்ஸ் துறையின் ஆக்சைடு எலக்ட்ரானிக்ஸ் குழுவின் இணை இயக்குனரான எரிக் ஃபோல்வன் மற்றும் NTNU மற்றும் பெல்ஜியத்தில் உள்ள Ghent பல்கலைக்கழகத்தின் சக பணியாளர்கள் வெளிப்புற காந்தப்புலத்தால் பாதிக்கப்படும் போது மெல்லிய-பட நுண் காந்தங்கள் எவ்வாறு மாறுகின்றன என்பதைப் பார்க்கத் தொடங்கினர்.NTNU நானோ மற்றும் நோர்வேயின் ஆராய்ச்சி கவுன்சிலால் ஓரளவு நிதியளிக்கப்பட்ட இந்த வேலை, இயற்பியல் ஆய்வு ஆராய்ச்சி இதழில் வெளியிடப்பட்டது.

சிறிய காந்தங்கள்

Einar Standal Digernes சோதனைகளில் பயன்படுத்தப்படும் சிறிய சதுர காந்தங்களை கண்டுபிடித்தார்.

NTNU Ph.D ஆல் உருவாக்கப்பட்ட சிறிய சதுர காந்தங்கள்.வேட்பாளர் Einar Standal Digernes, வெறும் இரண்டு மைக்ரோமீட்டர்கள் அகலம் மற்றும் நான்கு முக்கோண டொமைன்களாக பிரிக்கப்பட்டுள்ளது, ஒவ்வொன்றும் வெவ்வேறு காந்த நோக்குநிலையுடன் கடிகாரத்தை சுற்றி கடிகார திசையில் அல்லது எதிர் கடிகார திசையில் உள்ளது.

சில காந்தப் பொருட்களில், அணுக்களின் சிறிய குழுக்கள் டொமைன்கள் எனப்படும் பகுதிகளில் ஒன்றிணைகின்றன, இதில் அனைத்து எலக்ட்ரான்களும் ஒரே காந்த நோக்குநிலையைக் கொண்டுள்ளன.

NTNU காந்தங்களில், இந்த களங்கள் ஒரு மையப் புள்ளியில் சந்திக்கின்றன - சுழல் மையத்தில் - காந்த தருணம் நேரடியாக பொருளின் விமானத்தில் அல்லது வெளியே சுட்டிக்காட்டுகிறது.

"நாம் ஒரு காந்தப்புலத்தைப் பயன்படுத்தும்போது, ​​​​இந்த களங்களில் அதிகமானவை ஒரே திசையில் சுட்டிக்காட்டப்படும்" என்று ஃபோல்வன் கூறுகிறார்."அவை வளரலாம் மற்றும் சுருங்கலாம், பின்னர் அவை ஒன்றோடொன்று ஒன்றிணைக்கலாம்."

கிட்டத்தட்ட ஒளியின் வேகத்தில் எலக்ட்ரான்கள்

இதைப் பார்ப்பது எளிதானது அல்ல.ஆராய்ச்சியாளர்கள் தங்கள் மைக்ரோ காந்தங்களை பெர்லினில் உள்ள பெஸ்ஸி II என அழைக்கப்படும் 80 மீ அகலமுள்ள டோனட் வடிவ ஒத்திசைவுக்கு எடுத்துச் சென்றனர், அங்கு எலக்ட்ரான்கள் கிட்டத்தட்ட ஒளியின் வேகத்தில் பயணிக்கும் வரை துரிதப்படுத்தப்படுகின்றன.அந்த வேகமாக நகரும் எலக்ட்ரான்கள் மிகவும் பிரகாசமான எக்ஸ்-கதிர்களை வெளியிடுகின்றன.

"நாங்கள் இந்த எக்ஸ்-கதிர்களை எடுத்து அவற்றை எங்கள் நுண்ணோக்கியில் ஒளியாகப் பயன்படுத்துகிறோம்" என்று ஃபோல்வன் கூறுகிறார்.

எலக்ட்ரான்கள் சின்க்ரோட்ரானைச் சுற்றி இரண்டு நானோ விநாடிகளால் பிரிக்கப்பட்ட கொத்துகளில் பயணிப்பதால், அவை வெளியிடும் எக்ஸ்-கதிர்கள் துல்லியமான துடிப்புகளில் வருகின்றன.

ஒரு ஸ்கேனிங் டிரான்ஸ்மிஷன் எக்ஸ்-ரே நுண்ணோக்கி, அல்லது STXM, அந்த எக்ஸ்-கதிர்களை பொருளின் காந்த கட்டமைப்பின் ஸ்னாப்ஷாட்டை உருவாக்குகிறது.இந்த ஸ்னாப்ஷாட்களை ஒன்றாக இணைப்பதன் மூலம், காலப்போக்கில் மைக்ரோ காந்தம் எவ்வாறு மாறுகிறது என்பதைக் காட்டும் ஒரு திரைப்படத்தை ஆராய்ச்சியாளர்கள் உருவாக்க முடியும்.

STXM இன் உதவியுடன், Folven மற்றும் அவரது சகாக்கள் ஒரு காந்தப்புலத்தை உருவாக்கும் மின்னோட்டத்தின் துடிப்புடன் தங்கள் மைக்ரோ காந்தங்களைத் தொந்தரவு செய்தனர், மேலும் களங்கள் வடிவத்தை மாற்றுவதையும், மையத்திலிருந்து சுழல் மையத்தை நகர்த்துவதையும் கண்டனர்.

"உங்களிடம் மிகச் சிறிய காந்தம் உள்ளது, பின்னர் நீங்கள் அதை குத்தி, அது மீண்டும் குடியேறும் போது அதை படமாக்க முயற்சிக்கிறீர்கள்," என்று அவர் கூறுகிறார்.அதன்பிறகு, மையப்பகுதி நடுப்பகுதிக்குத் திரும்புவதை அவர்கள் கண்டனர்-ஆனால் நேர்கோட்டில் அல்ல, முறுக்கு பாதையில்.

"இது மையத்திற்கு மீண்டும் நடனமாடும்" என்கிறார் ஃபோல்வன்.

ஒரு சீட்டு அது முடிந்தது

ஏனென்றால், அவை எபிடாக்சியல் பொருட்களைப் படிக்கின்றன, அவை ஒரு அடி மூலக்கூறின் மேல் உருவாக்கப்படுகின்றன, இது ஆராய்ச்சியாளர்களை பொருளின் பண்புகளை மாற்ற அனுமதிக்கிறது, ஆனால் STXM இல் எக்ஸ்-கதிர்களைத் தடுக்கும்.

NTNU NanoLab இல் பணிபுரியும் ஆராய்ச்சியாளர்கள், அதன் காந்தப் பண்புகளைப் பாதுகாக்க கார்பன் அடுக்கின் கீழ் தங்கள் மைக்ரோ காந்தத்தை புதைப்பதன் மூலம் அடி மூலக்கூறு சிக்கலைத் தீர்த்தனர்.

பின்னர் அவர்கள் கவனமாகவும் துல்லியமாகவும் அடி மூலக்கூறை காலியம் அயனிகளின் குவியக் கற்றை மூலம் மிக மெல்லிய அடுக்கு மட்டுமே இருக்கும் வரை துண்டித்தனர்.கடினமான செயல்முறை ஒரு மாதிரிக்கு எட்டு மணிநேரம் ஆகலாம் - மேலும் ஒரு ஸ்லிப் பேரழிவை உச்சரிக்கலாம்.

"முக்கியமான விஷயம் என்னவென்றால், நீங்கள் காந்தத்தை அழித்துவிட்டால், நாங்கள் பெர்லினில் அமர்வதற்கு முன்பு அது எங்களுக்குத் தெரியாது," என்று அவர் கூறுகிறார்."தந்திரம், நிச்சயமாக, ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட மாதிரிகளை கொண்டு வர வேண்டும்."

அடிப்படை இயற்பியலில் இருந்து எதிர்கால சாதனங்கள் வரை

அதிர்ஷ்டவசமாக அது வேலை செய்தது, மேலும் மைக்ரோமேக்னட்டின் களங்கள் எவ்வாறு காலப்போக்கில் வளரும் மற்றும் சுருங்குகின்றன என்பதை விளக்குவதற்கு குழு அவர்களின் கவனமாக தயாரிக்கப்பட்ட மாதிரிகளைப் பயன்படுத்தியது.எந்த சக்திகள் செயல்படுகின்றன என்பதை நன்கு புரிந்துகொள்ள கணினி உருவகப்படுத்துதல்களையும் அவர்கள் உருவாக்கினர்.

அடிப்படை இயற்பியல் பற்றிய நமது அறிவை மேம்படுத்துவதுடன், இந்த நீளம் மற்றும் நேர அளவீடுகளில் காந்தவியல் எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதைப் புரிந்துகொள்வது எதிர்கால சாதனங்களை உருவாக்க உதவியாக இருக்கும்.

மேக்னடிசம் ஏற்கனவே தரவு சேமிப்பிற்காக பயன்படுத்தப்படுகிறது, ஆனால் ஆராய்ச்சியாளர்கள் தற்போது அதை மேலும் சுரண்டுவதற்கான வழிகளைத் தேடுகின்றனர்.சுழல் மையத்தின் காந்த நோக்குநிலைகள் மற்றும் மைக்ரோ காந்தத்தின் களங்கள், எடுத்துக்காட்டாக, 0s மற்றும் 1s வடிவத்தில் தகவலை குறியாக்கப் பயன்படுத்தப்படலாம்.

ஆராய்ச்சியாளர்கள் இப்போது இந்த வேலையை ஆன்டி-ஃபெரோ மேக்னடிக் பொருட்களுடன் மீண்டும் செய்வதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளனர், அங்கு தனிப்பட்ட காந்த தருணங்களின் நிகர விளைவு ரத்து செய்யப்படுகிறது.கம்ப்யூட்டிங்கிற்கு வரும்போது இவை நம்பிக்கைக்குரியவை - கோட்பாட்டில், சிறிய ஆற்றல் தேவைப்படும் மற்றும் சக்தி இழந்தாலும் நிலையானதாக இருக்கும் சாதனங்களை உருவாக்க ஃபெரோ-மேக்னடிக் எதிர்ப்பு பொருட்கள் பயன்படுத்தப்படலாம் - ஆனால் அவை உருவாக்கும் சமிக்ஞைகள் மிகவும் பலவீனமாக இருக்கும் என்பதால் ஆராய்வது மிகவும் தந்திரமானது. .

அந்த சவால் இருந்தபோதிலும், ஃபோல்வன் நம்பிக்கையுடன் இருக்கிறார்."எங்கள் மாதிரிகளை உருவாக்கி அவற்றை எக்ஸ்-கதிர்கள் மூலம் பார்க்க முடியும் என்பதைக் காண்பிப்பதன் மூலம் நாங்கள் முதல் நிலத்தை மூடிவிட்டோம்," என்று அவர் கூறுகிறார்."அடுத்த கட்டம், ஃபெரோ காந்த எதிர்ப்புப் பொருளில் இருந்து போதுமான சிக்னலைப் பெறுவதற்கு போதுமான உயர்தர மாதிரிகளை உருவாக்க முடியுமா என்பதைப் பார்ப்பது."