Вчені зробили крок до створення потужних пристроїв, які використовуютьмагнітний Заряджайте, створюючи першу в історії тривимірну репліку матеріалу, відомого як віджимання.
Матеріали з крижаною крижкою надзвичайно незвичні, оскільки вони володіють так званими вадами, які поводяться як єдиний полюс магніту.
Ці єдині полюсні магніти, також відомі як магнітні монополи, не існують у природі; Коли кожен магнітний матеріал розрізаний на два, він завжди створить новий магніт з північним та південним полюсом.
Десятиліттями вчені шукали далеко і широко свідчать про природне, що зустрічаєтьсямагнітний Монополі в надії остаточно групувати основні сили природи в так звану теорію всього, поставивши всю фізику під одним дахом.
Однак в останні роки фізикам вдалося створити штучні версії магнітної монополи за допомогою створення двовимірних матеріалів віджимання.
На сьогоднішній день ці структури успішно продемонстрували магнітну монополь, але неможливо отримати ту саму фізику, коли матеріал обмежений однією площиною. Дійсно, саме специфічна тривимірна геометрія решітки для спін-льоду є ключовою для її незвичної здатності створювати крихітні структури, що імітуютьмагнітнийМонополі.
У новому дослідженні, опублікованому сьогодні в Nature Communications, команда під керівництвом вчених Університету Кардіффа створила першу в історії 3D-репліку матеріалу Spin-Ace, використовуючи складний тип 3D-друку та обробки.
Команда стверджує, що технологія 3D-друку дозволила їм адаптувати геометрію штучного спінового льоду, тобто вони можуть контролювати спосіб формування та переміщення в системах магнітних монополів.
Можливість маніпулювати міні -монопольними магнітами в 3D може відкрити цілу низку додатків, які, за їхніми словами, від розширеного зберігання комп'ютера до створення 3D -обчислювальних мереж, що імітують нейронну структуру людського мозку.
«Понад 10 років вчені створюють та вивчають штучний спін-льод у двох вимірах. Поширюючи такі системи до трирозмірних, ми отримуємо набагато точніше представлення фізики монопольної монопольної сили і здатні вивчити вплив поверхонь »,-сказав головний автор доктор Сем Ладак із школи фізики та астрономії університету Кардіффа.
"Це перший раз, коли хтось зміг створити точну 3D-репліку спін-льоду за дизайном, на нанорозмірному масштабі".
Штучний віджимальний льод був створений за допомогою найсучасніших 3D-методів нанофабрикації, в яких крихітні нанопроводи були складені на чотири шари в структурі решітки, які самі вимірювали менше, ніж загалом ширина волосся людини.
Спеціальний тип мікроскопії, відомий як магнітна силова мікроскопія, яка чутлива до магнетизму, потім була використана для візуалізації магнітних зарядів, присутніх на пристрої, що дозволяє команді відстежувати рух однополюсних магнітів через 3D-структуру.
"Наша робота важлива, оскільки вона показує, що нанорозмірні технології 3D -друку можуть бути використані для імітації матеріалів, які зазвичай синтезуються за допомогою хімії", - продовжував доктор Ладак.
«Зрештою, ця робота може забезпечити засоби для створення нових магнітних метаматеріалів, де властивості матеріалу налаштовані шляхом контролю 3D -геометрії штучної решітки.
«Магнітні пристрої для зберігання, такі як жорсткий диск або магнітний пристрої пам'яті випадкового доступу, - це ще одна область, на яку можна було б сильно вплинути цей прорив. Оскільки поточні пристрої використовують лише два з трьох наявних вимірів, це обмежує кількість інформації, яка може зберігатися. Оскільки монополі можуть бути переміщені навколо 3D решітки за допомогою магнітного поля, можливо, можна створити справжній 3D -пристрій зберігання на основі магнітного заряду. "
Час посади: 28-2021 травня