Un noroc în domeniul cercetării magnetismului - știri din fizică
Arborele genealogic al Căii Lactee
Control complet integrat al nanodiamantelor
Un pic mai aproape de soare
Distanțe față de stele
Ceea ce face strălucirea stelelor
Stradă cu sens unic pentru electroni
Sute de exemplare ale lui Newton's Philosophiae Naturalis Principia Mathematica găsite într-un nou număr
Sistemul nostru solar a fost format în mai puțin de 200.000 de ani
Sănătos pentru Marte
O lovitură de noroc în domeniul cercetării magnetismului
Știri despre fizică din 21.04.2020 electrodinamică
O echipă de cercetători germano-chinezi a descoperit un nou efect cu care a fost posibil pentru prima dată să creeze cele mai mici structuri magnetice, așa-numitele skyrmions, direct cu un fascicul de raze X. Drept urmare, oamenii de știință au deschis posibilitatea de a scrie orice modele magnetice cu cea mai mare precizie.
Cu ajutorul razelor X moi, cercetătorii germani de la Institutul Max Planck pentru sisteme inteligente (MPI-IS) din Stuttgart, împreună cu cercetătorii chinezi de la Academia de Științe din China, au reușit pentru prima dată să creeze skyrmions individuale într-un strat magnetic. În numeroase experimente, au arătat că un fascicul de raze X moale focalizat cu un diametru mai mic de 50 nanometri poate produce un vortex magnetic de 100 nanometri - cea mai mică dimensiune posibilă. Coincidență, pentru că până acum niciun om de știință din lume nu știa că există această interacțiune între lumină și materie. Lucrarea de cercetare „Crearea de skyrmions cu câmp zero în multistraturi cu tendințe de schimb prin iluminarea cu raze X” a fost publicată în februarie în renumita revistă Nature Communications. MPI-IS, Academia Chineză de Științe, Laboratorul de Materiale Lacul Songshan din Guangdong și Universitatea Lanzhou sunt toate implicate.
Yao Guang, Iuliia Bykova, Yizhou Liu, Guoqiang Yu, Eberhard Goering, Markus Weigand, Joachim Gräfe, Se Kwon Kim, Junwei Zhang, Hong Zhang, Zhengren Yan, Caihua Wan, Jiafeng Feng, Xiao Wang, Chenyang Guo, Hongxiang Wei, Yong Peng, Yaroslav Tserkovnyak, Xiufeng Han și Gisela Schütz Crearea de skyrmions cu câmp zero în multistraturi cu tendințe de schimb prin iluminarea cu raze X, volumul 11 Nature Communications, numărul articolului: 949 (2020)
„Nu știm cum scrie lumina contează”, spune dr. Joachim Gräfe, șeful grupului de cercetare Nanomagnonics and Magnetization Dynamics la MPI-IS. El este unul dintre autorii principali ai studiului. „Putem descrie anumite proprietăți fenomenologic. Știm că are legătură cu radiografia. Nu este doar un aport de energie precum căldura care scrie skyrmion. Este într-adevăr un efect rezonant: putem excita direct atomii care sunt responsabili de magnetism. ”Deci, el și echipa sa au putut scrie„ MPI-IS ”, așa cum se poate vedea într-o imagine (a se vedea ilustrația).
Skyrmions sunt structuri tridimensionale mici de 100 nanometri care apar în materialele magnetice. Ele seamănă cu bobine mici: magneți elementari atomici - așa-numiții rotiri - care sunt dispuși în structuri vortex închise. Skyrmions sunt protejate topologic, i. H. nu pot fi schimbate sub forma lor și sunt, prin urmare, considerate ca dispozitive de stocare a datelor eficiente din punct de vedere energetic.
Descoperirea unui efect complet nou este un noroc, unul dintre care oamenii de știință experimentează doar câteva în cursul carierei lor, poate niciodată unul. „Acesta este unul dintre cele mai interesante proiecte Skyrmion pe care le-am implementat în ultimii ani”, continuă Gräfe. „Am descoperit un nou efect - complet neașteptat și surprinzător pentru noi.” Datorită muncii de cercetare, practic oricine poate scrie acum diferite aranjamente de skyrmion în straturi magnetice cu un fascicul de raze X. Acest lucru va deschide mai multe domenii complet noi de cercetare. A putea scrie cu precizie structuri magnetice deschide posibilități complet noi.
Rezultatele sunt deosebit de relevante pentru dezvoltarea și fabricarea așa-numiților purtători de date spintronici care stochează informații în skyrmions. Acestea sunt considerate a fi foarte eficiente din punct de vedere energetic și mai puțin predispuse la eșec. Dar numai dacă Skyrmione poate fi creat cu precizie și cu precizie - și acest lucru a devenit acum posibil pentru prima dată - această dezvoltare își poate urma cursul. „Scopul nostru este ca razele X să servească drept instrument în viitor pentru a determina sau scrie aranjamentul structurilor magnetice”.
Microscop cu raze X cu transmisie de scanare MAXYMUS
Pentru a face vizibil Skyrmion, cercetătorii folosesc un microscop cu raze X cu transmisie raster: MAXYMUS, un microscop cu raze X de înaltă rezoluție care cântărește 1,8 tone, situat la BESSY II, o sursă de radiație sincrotron cu o lățime de 80 de metri la Centrul Helmholtz Berlin din Adlershof. MAXYMUS înseamnă „Spectroscopul MAGnetic X-raY Micro- și UHV”.
Microscopul este ca o cameră: în filmele cu mișcare lentă, urmărește modul în care structura materialelor se schimbă la o dimensiune de doar câțiva nanometri. Lucrul special al acestui microscop cu scanare cu raze X este gama sa largă de aplicații - ceva care atrage mulți dintre cei mai importanti cercetători din lume. Există mult mai multe aplicații pentru cercetarea despre Maxymus decât capacitatea suficientă. Acest lucru arată cât de atractiv este să lucrezi cu microscopul, spune Gräfe. De asemenea, este minunat că multe proiecte comune sunt posibile cu Maxymus.