சிறிய காந்தங்களின் உள் செயல்பாடுகளைப் பார்க்க ஒரு புதிய வழி

மிகவும் பிரகாசமான எக்ஸ்-கதிர்களின் உதவியுடன் திரைப்படங்களை உருவாக்குவதன் மூலம் என்.டி.என்.யுவின் ஆராய்ச்சியாளர்கள் சிறிய அளவீடுகளில் காந்தப் பொருட்களின் மீது வெளிச்சம் போடுகிறார்கள்.

என்.டி.என்.யுவின் மின்னணு அமைப்புகள் துறையின் ஆக்சைடு எலெக்ட்ரானிக்ஸ் குழுமத்தின் இணை இயக்குனர் எரிக் ஃபோல்வென் மற்றும் பெல்ஜியத்தில் உள்ள என்.டி.என்.யு மற்றும் ஏஜென்ட் பல்கலைக்கழகத்தின் சகாக்கள் வெளிப்புற காந்தப்புலத்தால் தொந்தரவு செய்யும்போது மெல்லிய-திரைப்பட மைக்ரோமாக்னெட்டுகள் எவ்வாறு மாறுகின்றன என்பதைக் காண புறப்பட்டனர். என்.டி.என்.யூ நானோ மற்றும் நோர்வேயின் ஆராய்ச்சி கவுன்சில் ஓரளவு நிதியளித்த இந்த படைப்பு இயற்பியல் மறுஆய்வு ஆராய்ச்சி இதழில் வெளியிடப்பட்டது.

சிறிய காந்தங்கள்

ஐனார் முழுமையான டைகெர்ன்ஸ் சோதனைகளில் பயன்படுத்தப்படும் சிறிய சதுர காந்தங்களைக் கண்டுபிடித்தார்.

சிறிய சதுர காந்தங்கள், என்ட்னு பி.எச்.டி. வேட்பாளர் ஐனார் முழுமையான டிகெர்ன்கள், இரண்டு மைக்ரோமீட்டர் அகலமாகவும், நான்கு முக்கோண களங்களாகப் பிரிக்கப்படுகின்றன, ஒவ்வொன்றும் வெவ்வேறு காந்த நோக்குநிலையுடன் கடிகார திசையில் அல்லது காந்தங்களைச் சுற்றி கடிகார திசையில் சுட்டிக்காட்டுகின்றன.

சில காந்தப் பொருட்களில், அணுக்கள் சிறிய குழுக்கள் ஒன்றாக களங்கள் எனப்படும் பகுதிகளைக் கொண்டுள்ளன, இதில் அனைத்து எலக்ட்ரான்களும் ஒரே காந்த நோக்குநிலையைக் கொண்டுள்ளன.

என்.டி.என்.யூ காந்தங்களில், இந்த களங்கள் ஒரு மைய புள்ளியில் -சுழல் கோர் -ஐ சந்திக்கின்றன, அங்கு காந்த தருணம் நேரடியாக பொருளின் விமானத்தில் அல்லது வெளியே சுட்டிக்காட்டுகிறது.

"நாங்கள் ஒரு காந்தப்புலத்தைப் பயன்படுத்தும்போது, ​​இந்த களங்களில் அதிகமானவை ஒரே திசையில் சுட்டிக்காட்டப்படும்" என்று ஃபோவன் கூறுகிறார். "அவை வளர முடியும், அவை சுருங்கக்கூடும், பின்னர் அவை ஒருவருக்கொருவர் ஒன்றிணைக்க முடியும்."

எலக்ட்ரான்கள் கிட்டத்தட்ட ஒளியின் வேகத்தில்

இது நடப்பதைப் பார்ப்பது எளிதல்ல. ஆராய்ச்சியாளர்கள் தங்கள் மைக்ரோமாக்னெட்களை 80 மீ அகலமுள்ள டோனட் வடிவ ஒத்திசைவுக்கு எடுத்துச் சென்றனர், இது பெர்லினில் பெஸ்ஸி II என அழைக்கப்படுகிறது, அங்கு எலக்ட்ரான்கள் கிட்டத்தட்ட ஒளியின் வேகத்தில் பயணிக்கும் வரை துரிதப்படுத்தப்படுகின்றன. வேகமாக நகரும் எலக்ட்ரான்கள் பின்னர் மிகவும் பிரகாசமான எக்ஸ்-கதிர்களை வெளியிடுகின்றன.

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

எலக்ட்ரான்கள் இரண்டு நானோ விநாடிகளால் பிரிக்கப்பட்ட கொத்துக்களில் ஒத்திசைவைச் சுற்றி பயணிப்பதால், அவை வெளியிடும் எக்ஸ்-கதிர்கள் துல்லியமான பருப்புகளில் வருகின்றன.

ஸ்கேனிங் டிரான்ஸ்மிஷன் எக்ஸ்ரே நுண்ணோக்கி, அல்லது எஸ்.டி.எக்ஸ்.எம், அந்த எக்ஸ்-கதிர்களை எடுக்கும், பொருளின் காந்த கட்டமைப்பின் ஸ்னாப்ஷாட்டை உருவாக்குகிறது. இந்த ஸ்னாப்ஷாட்களை ஒன்றாக இணைப்பதன் மூலம், ஆராய்ச்சியாளர்கள் அடிப்படையில் ஒரு திரைப்படத்தை உருவாக்க முடியும், காலப்போக்கில் மைக்ரோ லாக்நெட் எவ்வாறு மாறுகிறது என்பதைக் காட்டுகிறது.

எஸ்.டி.எக்ஸ்.எம் உதவியுடன், ஃபோஸன் மற்றும் அவரது சகாக்கள் தங்கள் மைக்ரோமாக்னெட்டுகளை ஒரு காந்தப்புலத்தை உருவாக்கிய மின்னோட்டத்தின் துடிப்புடன் தொந்தரவு செய்தனர், மேலும் களங்கள் வடிவத்தை மாற்றுவதையும், மையத்திலிருந்து சுழல் கோர் நகர்வதையும் கண்டது.

"உங்களிடம் மிகச் சிறிய காந்தம் உள்ளது, பின்னர் நீங்கள் அதைக் குத்தி, அது மீண்டும் குடியேறும்போது அதைக் படம்பிடிக்க முயற்சிக்கிறீர்கள்," என்று அவர் கூறுகிறார். பின்னர், அவர்கள் மையத்திற்கு மையமாக திரும்புவதைக் கண்டார்கள் -ஆனால் ஒரு முறுக்கு பாதையில், ஒரு நேர் கோடு அல்ல.

"இது மீண்டும் மையத்திற்கு நடனமாடும்" என்று ஃபோவன் கூறுகிறார்.

ஒரு சீட்டு மற்றும் அது முடிந்துவிட்டது

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

என்.டி.என்.யூ நானோலாப்பில் பணிபுரியும், ஆராய்ச்சியாளர்கள் அதன் காந்த பண்புகளைப் பாதுகாக்க கார்பனின் அடுக்கின் கீழ் தங்கள் மைக்ரோ லாக்நெட்டை புதைத்து அடி மூலக்கூறு சிக்கலைத் தீர்த்தனர்.

மிக மெல்லிய அடுக்கு மட்டுமே இருக்கும் வரை அவர்கள் காலியம் அயனிகளின் கவனம் செலுத்திய கற்றை மூலம் அடியில் உள்ள அடி மூலக்கூறுகளை கவனமாகவும் துல்லியமாகவும் விலக்கினர். கடினமான செயல்முறை ஒரு மாதிரிக்கு எட்டு மணிநேரம் ஆகலாம் - மேலும் ஒரு சீட்டு பேரழிவை உச்சரிக்கக்கூடும்.

"முக்கியமான விஷயம் என்னவென்றால், நீங்கள் காந்தத்தை கொன்றால், நாங்கள் பேர்லினில் உட்கார்ந்திருப்பதற்கு முன்பு எங்களுக்குத் தெரியாது," என்று அவர் கூறுகிறார். "தந்திரம் நிச்சயமாக ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட மாதிரிகளைக் கொண்டுவருவது."

அடிப்படை இயற்பியல் முதல் எதிர்கால சாதனங்கள் வரை

அதிர்ஷ்டவசமாக இது வேலை செய்தது, மேலும் குழு தங்கள் கவனமாக தயாரிக்கப்பட்ட மாதிரிகளைப் பயன்படுத்தி மைக்ரோ லேக்னெட்டின் களங்கள் எவ்வாறு வளர்ந்து காலப்போக்கில் சுருங்குகின்றன என்பதை பட்டியலிடுகின்றன. வேலையில் என்ன சக்திகள் உள்ளன என்பதை நன்கு புரிந்துகொள்ள அவர்கள் கணினி உருவகப்படுத்துதல்களையும் உருவாக்கினர்.

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

தரவு சேமிப்பிற்கு காந்தவியல் ஏற்கனவே பயன்படுத்தப்படுகிறது, ஆனால் ஆராய்ச்சியாளர்கள் தற்போது அதை மேலும் சுரண்டுவதற்கான வழிகளைத் தேடுகிறார்கள். சுழல் மையத்தின் காந்த நோக்குநிலைகள் மற்றும் ஒரு மைக்ரோ லாக்நெட்டின் களங்கள், எடுத்துக்காட்டாக, 0s மற்றும் 1s வடிவத்தில் தகவல்களை குறியாக்க பயன்படுத்தலாம்.

ஆராய்ச்சியாளர்கள் இப்போது இந்த வேலையை ஃபெர்ரோமாக்னெடிக் எதிர்ப்பு பொருட்களுடன் மீண்டும் செய்வதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளனர், அங்கு தனிப்பட்ட காந்த தருணங்களின் நிகர விளைவு ரத்து செய்கிறது. கணக்கிடும்போது இவை நம்பிக்கைக்குரியவை-கோட்பாட்டில், குறைந்த ஆற்றல் தேவைப்படும் சாதனங்களை உருவாக்கவும், மின்சாரம் தொலைந்து போகும்போது கூட நிலையானதாக இருக்கவும்ாது-ஆனால் அவை உற்பத்தி செய்யும் சமிக்ஞைகள் மிகவும் பலவீனமாக இருக்கும் என்பதால் விசாரிக்க நிறைய தந்திரமானவை.

அந்த சவால் இருந்தபோதிலும், ஃபோவன் நம்பிக்கையுடன் இருக்கிறார். "நாங்கள் முதல் நிலத்தை மூடிவிட்டோம், நாங்கள் மாதிரிகளை உருவாக்கலாம் மற்றும் எக்ஸ்-கதிர்கள் மூலம் பார்க்க முடியும்," என்று அவர் கூறுகிறார். "அடுத்த கட்டமாக, ஃபெர்ரோமாக்னெடிக் எதிர்ப்பு பொருளிலிருந்து போதுமான சமிக்ஞையைப் பெற போதுமான உயர் தரமான மாதிரிகளை நாம் உருவாக்க முடியுமா என்பதைப் பார்ப்பதுதான்."