Läpimurto magneettisissa 3D-nanorakenteissa

Tieteilijät ovat ottaneet askeleen kohti sellaisten tehokkaiden laitteiden luomista, jotka hyödyntävät magneettista varausta luomalla kaikkien aikojen ensimmäisen kolmiulotteisen kopion materiaalista, joka tunnetaan nimellä "spin-ice".

Spin-jää materiaalit ovat erittäin epätavallisia, koska niissä on eräänlaisia vikoja, jotka käyttäytyvät kuin magneetin yksittäinen napa. Viime vuosina fyysikot ovat onnistuneet tuottamaan magneettisen monopolin keinotekoisia versioita luomalla kaksiulotteisia spin-ice-materiaaleja.

Uudessa tutkimuksessa Cardiffin yliopiston tutkijoiden johtama ryhmä on luonut kaikkien aikojen ensimmäisen 3D-kopion spin-ice-materiaalista käyttämällä hienostunutta 3D-tulostusta ja -käsittelyä.

Tutkijatiimin mukaan 3D-tulostustekniikka on antanut heille mahdollisuuden räätälöidä keinotekoisen spin-jään geometria, mikä tarkoittaa, että he voivat hallita magneettisten monopolien muodostumista ja liikkumista järjestelmissä.

Mahdollisuus manipuloida minimaalisia monopolimagneetteja 3D-muodossa voi avata kokonaisen joukon sovelluksia, joita he sanovat löytyvän tehostetusta tietokoneiden tallennuksesta ihmisen aivojen neurorakennetta jäljittelevien 3D-laskentaverkkojen luomiseen.

”Yli 10 vuoden ajan tutkijat ovat luoneet ja tutkineet keinotekoista spin-jäätä kahdessa ulottuvuudessa. Laajentamalla tällaiset järjestelmät kolmiulotteisuuteen saamme paljon tarkemman kuvan spin-ice-monopoli-fysiikasta ja pystymme tutkimaan pintojen vaikutuksia", kertoo tohtori Sam Ladak.

Kyseessä on ensimmäinen kerta, kun kukaan on pystynyt luomaan tarkan 3D-kopion spin-jäästä.

"Työmme on tärkeä, koska se osoittaa, että nanoluokan 3D-tulostustekniikoita voidaan käyttää matkimaan materiaaleja, jotka yleensä syntetisoidaan kemian avulla", jatkoi tohtori Ladak.

"Viime kädessä tämä työ voisi tarjota keinon tuottaa uusia magneettisia metamateriaaleja, joissa materiaalin ominaisuudet viritetään säätämällä keinotekoisen hilan 3D-geometriaa.

"Magneettiset tallennuslaitteet, kuten kiintolevy tai magneettiset RAM-muistit, ovat toinen alue, johon tämä läpimurto voi vaikuttaa huomattavasti. Koska nykyiset laitteet käyttävät vain kahta käytettävissä olevasta kolmesta ulottuvuudesta, tämä rajoittaa tallennettavan informaation määrää. Koska monopoleja voidaan siirtää 3D-hilan ympäri magneettikentän avulla, voi olla mahdollista luoda todellinen 3D-tallennuslaite magneettisen varauksen perusteella."

Aiheesta aiemmin

Magneettinen monopoli havaittu